本文關(guān)鍵詞：大氣探測(cè)儀環(huán)形遙感裝置的設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：近年來厄爾尼諾現(xiàn)象逐年加劇,我國(guó)各地區(qū)大洪水、大暴雪、大干旱等極端氣象災(zāi)害頻發(fā),為了加強(qiáng)對(duì)氣象的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào),我國(guó)陸續(xù)發(fā)射了FY-3和FY-4系列氣象衛(wèi)星,為我國(guó)天氣預(yù)報(bào)、氣象研究、環(huán)境遙感等科學(xué)研究提供了非常重要的數(shù)據(jù),并為國(guó)際氣象合作做出了重大貢獻(xiàn)。本文所研制的大氣探測(cè)儀作為國(guó)家“863”計(jì)劃地球觀測(cè)與導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域的重點(diǎn)支持項(xiàng)目,是為了滿足國(guó)家對(duì)于靜止軌道大氣探測(cè)的應(yīng)用需求而進(jìn)行的技術(shù)攻關(guān),目標(biāo)是作為主載荷在FY-4微波星上搭載。微波輻射計(jì)廣泛地應(yīng)用于地球遙感、深空探測(cè)、制導(dǎo)、安檢、醫(yī)療等領(lǐng)域,傳統(tǒng)的實(shí)孔徑微波輻射計(jì)因口徑尺寸的限制很難達(dá)到越來越高的空間分辨率要求,但干涉式綜合孔徑微波輻射計(jì)可以由較小孔徑的天線陣列等效大孔徑天線并獲得理想的分辨率,因此具有非常美好的發(fā)展前景。為了給安裝有70個(gè)天線的圓環(huán)提供支撐和精度調(diào)節(jié)并減輕質(zhì)量,本文設(shè)計(jì)了一套鉸鏈可調(diào)式碳纖維桿桁架結(jié)構(gòu)。本文對(duì)基于綜合孔徑微波輻射計(jì)技術(shù)的大氣探測(cè)儀裝置的機(jī)械部分關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究分析,為星載大氣探測(cè)儀的設(shè)計(jì)與制造提供一定的參考。本文的主要研究包括以下幾個(gè)方面:(1)在查閱大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,概述了國(guó)內(nèi)外大氣探測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程,并對(duì)綜合孔徑微波輻射計(jì)的原理和復(fù)合材料桁架結(jié)構(gòu)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述,并闡明了本文的主要研究目標(biāo)和研究意義;(2)敘述了大氣探測(cè)儀的技術(shù)要求、設(shè)計(jì)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則,研究設(shè)計(jì)了一套鉸鏈可調(diào)式碳纖維桁架支撐結(jié)構(gòu),除鉸鏈接頭外均選用了碳纖維材料以減少裝置質(zhì)量,結(jié)合CATIA完成了裝置的總體設(shè)計(jì);并在此基礎(chǔ)上對(duì)該桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型解析;(3)通過對(duì)大氣探測(cè)儀的工況進(jìn)行分析,利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)各向異性碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行前處理,然后對(duì)總體裝置進(jìn)行靜力學(xué)和模態(tài)分析研究,考察裝置結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。分析結(jié)果顯示,本文設(shè)計(jì)的裝置仍需進(jìn)一步地優(yōu)化,減小變形并增加基頻以滿足設(shè)計(jì)要求;(4)在前文分析的基礎(chǔ)上,本文對(duì)該裝置進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化,利用ANSYS Workbench對(duì)關(guān)鍵零部件圓環(huán)進(jìn)行了尺寸優(yōu)化,并結(jié)合靜力學(xué)分析結(jié)果進(jìn)行精度和誤差分析計(jì)算,計(jì)算結(jié)果表明優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)滿足靜力學(xué)要求;對(duì)該裝置施加鎖緊點(diǎn)之后,其固有頻率滿足設(shè)計(jì)要求;(5)對(duì)大氣探測(cè)儀桁架支撐結(jié)構(gòu)的裝調(diào)工藝進(jìn)行了介紹與分析,對(duì)大氣探測(cè)儀和翻轉(zhuǎn)架車之間的螺栓組進(jìn)行了分析校核,驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝的合理性。
【關(guān)鍵詞】：大氣探測(cè)儀 綜合孔徑微波輻射計(jì) 可調(diào)式桁架結(jié)構(gòu) 碳纖維復(fù)合材料 力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH765.8
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.1.1 研究背景11
• 1.1.2 研究意義11
• 1.2 概況及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-20
• 1.2.1 大氣探測(cè)儀概況及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 綜合孔徑微波輻射計(jì)概況及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.3 復(fù)合材料桁架結(jié)構(gòu)在衛(wèi)星天線中的應(yīng)用17-20
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)20-23
• 第2章 大氣探測(cè)儀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及數(shù)學(xué)模型解析23-39
• 2.1 大氣探測(cè)儀總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與裝配23-33
• 2.1.1 圓環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-29
• 2.1.2 桁架支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29-31
• 2.1.3 載荷艙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-32
• 2.1.4 大氣探測(cè)儀總體裝配32-33
• 2.2 大氣探測(cè)儀桁架數(shù)學(xué)模型解析33-37
• 2.2.1 鉸鏈接頭的角度解析33-35
• 2.2.2 桿長(zhǎng)及裝配位置解析35-37
• 2.3 本章小結(jié)37-39
• 第3章 大氣探測(cè)儀有限元分析39-53
• 3.1 靜力學(xué)分析39-49
• 3.1.1 前處理40-47
• 3.1.2 求解過程47-48
• 3.1.3 后處理48-49
• 3.2 模態(tài)分析49-52
• 3.2.1 有限元模態(tài)分析理論49-50
• 3.2.2 模態(tài)分析50-52
• 3.3 本章小結(jié)52-53
• 第4章 大氣探測(cè)儀結(jié)構(gòu)優(yōu)化及精度分析53-65
• 4.1 圓環(huán)尺寸優(yōu)化53-58
• 4.1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)基本原理53-54
• 4.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)和目標(biāo)函數(shù)的確定54-55
• 4.1.3 目標(biāo)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化55-57
• 4.1.4 圓環(huán)優(yōu)化結(jié)果57-58
• 4.2 優(yōu)化前、后的整體裝置靜力學(xué)分析對(duì)比58-60
• 4.2.1 優(yōu)化前、后靜力學(xué)精度誤差分析59-60
• 4.3 鎖緊點(diǎn)的施加60-63
• 4.3.1 優(yōu)化前、后的整體裝置模態(tài)分析對(duì)比61-63
• 4.4 本章小結(jié)63-65
• 第5章 整機(jī)裝調(diào)工藝及安裝校核65-75
• 5.1 裝調(diào)工藝65-70
• 5.1.1 零件的命名65-66
• 5.1.2 裝配實(shí)施方法與流程66-70
• 5.2 整機(jī)安裝與校核70-73
• 5.3 本章小結(jié)73-75
• 第6章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 結(jié)論75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 作者簡(jiǎn)介81
• 攻讀碩士學(xué)位期間所得的成果81-82
• 致謝82

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉圣強(qiáng);大氣探測(cè)儀環(huán)形遙感裝置的設(shè)計(jì)研究[D];吉林大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：545465