长条形雷达天线结构设计研究

为了达到长条形天线的商品化设计要求,文中提出了一种以整体骨架为设计核心的长条形天线结构设计方法。该设计根除了钣金拼接骨架时反复校核导致的制造成本上升的弊端,达到了简化结构、降低制造成本的目的。整体化骨架设计采用经过优化的高刚度工字型截面结构、玻璃钢加芳纶纸蜂窝夹层结构材料,满足长条形天线高刚强度、低成本和轻量化的商品化设计要求。仿真结果表明天线整体性能优良。整体化骨架设计是对长条形天线结构系统设计和商品化设计的有益探索。     

某机载雷达平板裂缝天线结构改进设计

为满足振动环境要求,采用改进功分腔体结构、优化连接设计等方法提高了天线的抗振性。对天线结构强度和刚度进行了有限元分析,初步验证了天线的结构性能。改进后的天线通过了相关试验验证,达到了改进设计的目的。设计中采用的方法可以应用于同类产品的结构设计。     

玻璃钢天线弯曲破坏分析与改进

某玻璃钢天线的载荷条件发生了较大改变,文中对其进行了弯曲破坏分析及设计改进.利用ANSYS完成静载荷计算,使用Tsai-Wu强度准则进行强度校核,计算发现在60%的极限载荷下天线根部会出现破坏现象,静力试验验证了仿真的准确性.根据有限元分析结果对结构进行了改进,应力较大的底座使用钛合金材料制作,底座和蒙皮之间采用螺钉连接,改进后的天线顺利通过了试验考核.在设计阶段进行有限元分析可提前发现问题,节省研制时间,降低后续试验的风险.     

玻璃钢天线罩注胶模的设计改进

正玻璃钢是国外于20世纪初开发的一种新型复合材料,主要特点是:轻质、高强、防腐、保温、绝缘、隔音和寿命长等,它的密度为1.5~2.0 g/mm3,比钢轻3~4倍,而强度却比钢高1.7倍,因此,力学性能和物理性能好,可以替代钢、木和水泥等部分材料。玻璃钢制品在国防、航空、造船、汽车、建筑和民用等领域被广泛采用。我单位研制的某型飞机天线的外罩就采用了玻璃钢材料。图1为某型飞机玻璃钢天线罩毛坯图,外形类似于平行四边形。除底部台阶和侧边外,毛坯整体     

高刚重比天线结构刚强度优化设计与分析

天线的发射和接收性能取决于反射面的形面精度,而结构刚强度是决定天线反射面形面精度的主要指标,因此对天线结构进行优化设计非常必要。文中提出了一种具有高刚重比的车载天线结构,采用ANSYS有限元分析软件对天线自重、抗风载荷和振动载荷性能进行了力学仿真分析。仿真结果表明,井形背架结构和桁架形背架结构均可为反射面提供高刚度的结构支撑,桁架形背架结构在强度方面优于井形背架结构,其最大应力值比井形背架结构的最大应力值小43.8 MPa,从而验证了该高刚重比车载天线结构优化设计的合理性和可靠性,可为同类型天线的设计提供理论支撑。     

某GNSS-R测高仪定位天线结构设计与分析

为了解决现有高精度测量型全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）接收天线无法满足毫米级的定位测量精度和高的数据反演精度问题,文中设计了一种新型全球导航卫星系统反射信号（Global Navigation Satellite System Reflected Signal, GNSS-R）测高仪定位天线,从静力学强度、动力学强度和动力学动刚度等方面对天线结构进行了力学仿真,并对天线基频及安全裕度进行了计算。仿真分析结果表明该天线满足抗力学环境设计要求。该定位天线结构简单、连接可靠、外形尺寸小,并有良好的空间环境适应性,对类似星载定位天线的结构设计具有指导意义。     

车身轻量化与钢铝一体化结构新技术的研究进展

综述现代车身轻量化技术的研究进展,包括新型钢板与铝合金的应用、采用框架结构车身、零部件整合与结构优化及新的制造工艺与成形技术等.基于先进的车身骨架结构与轻质材料相结合的思想,提出钢铝一体化车身框架结构车身.在现有钢制车身骨架结构上,应用部分铝材替代钢材,通过合理的结构组合实现一体化承载,充分发挥铝合金板材在减重及强度刚度方面的优势,实现车身结构的整体优化.提出这种车身结构的研究内容、关键技术及建立精确计算机辅助工程(Computer aided engineering, CAE)分析模型的技术路线.研究内容包括如何确定钢铝的比例、铝合金替代钢的部位、钢与铝合金结构的形状和尺寸以及零件的合理布局,钢与铝的连接机理及铝合金成形理论的研究,不同钢铝比例与不同替代部位框架结构车身对整车强度、刚度、振动、噪声、可靠性、平顺性及操纵稳定性等性能的影响规律以及整车开发规范.关键技术包括新的成形工艺技术、拓扑结构优化、连接技术、电化学腐蚀问题及基于安全的轻量化车身技术.     

一种星载机械扫描数传天线的抗力学设计

在卫星发射过程中星载天线要经受复杂的动力学环境。针对某光学卫星由于对地板相机尺寸大导致数传天线安装空间不足及视场遮挡的问题,提出了一种新的对地数传天线结构设计方案。通过动力学仿真对天线结构的刚度和动强度进行了分析及优化。对优化后的天线结构进行了动力学环境试验。试验结果表明,天线结构满足刚度和强度抗力学指标要求,天线能够适应卫星发射对天线动力学载荷的要求。     

一种雷达天线阵面结构的力学有限元分析

天线是雷达的核心组成部分,其反射面精度与雷达系统的性能密切相关,而反射面精度主要取决于天线结构的刚度和天线在极限载荷下不损坏时所具有的强度,因此对天线结构的力学刚强度分析尤为重要。以某雷达天线为例,从实际的技术指标出发,通过力学有限元分析得到天线在工作状态下的理论变形数据和极限载荷下的应力云图。根据理论变形数据,优化天线结构,使天线反射面精度满足刚度设计要求。根据极限载荷下的应力云图,分析得到天线结构满足强度设计要求。此外,对天线撑杆进行稳定性校核,进一步验证了天线结构性能良好。     

基础刚度对天线结构系统固有频率的影响

在天线结构系统设计中,为了提高结构系统的固有频率,往往对基础的固有频率提出明确的指标要求,却未对基础的刚度提出明确要求。文中从两自由度串联弹簧质量系统固有频率的计算公式出发,推导了基础刚度与天线结构系统固有频率之间的关系式,证明了提高基础刚度比提高基础固有频率更能有效地提高天线结构系统的固有频率。文中还给出了根据天线结构自身固有频率和天线结构系统固有频率确定基础刚度指标的方法并对该方法的有效性进行了论述。     

闭孔泡沫铝夹层结构应用技术研究

以孔隙为特征的超轻型金属结构具有特殊的物理和机械性能组合,如轻质和高比强度的结合,正成为当今研究的热点。轻量化的需求使得具有更高比强度、比刚度的泡沫铝成为发展的重点。文中针对闭孔泡沫铝夹层结构进行应用技术研究,解决了采用该结构代替铝合金7075制造某天线安装板的技术问题,在满足力学性能的情况下实现了天线安装板减重54%。     

ANSYS软件在抛物面天线结构设计中的应用

论述了ANSYS软件在抛物面天线结构设计中的具体应用：主要包括应用ANSYS软件计算天线结构的强度和刚度；计算天线反射面变形的均方根值；对天线结构进行优化设计；准确计算天线结构的配重；对天线结构的重力变形进行预调；计算天线结构的固有频率和振型等几个方面。     

基于ANSYS的某雷达天线结构有限元分析

研究了某型号雷达天线结构有限元分析的基本原理与实现方法,在大型通用有限元分析软件ANSYS中建立了天线结构的有限元分析模型,通过在最大工作载荷与结构校验载荷下进行天线结构的刚度分析、强度分析与特征值屈曲分析,实现了对雷达天线结构设计、生产与决策的指导。结果表明：在天线设计中运用有限元分析的方法可以校核结构技术指标,并可作为减轻结构重量、实现结构优化的基础,对提高雷达天线使用中的可靠性、操作性与机动性具有重要意义。     

轻载长悬臂桁架结构的优化设计

以轻载长悬臂桁架为研究对象,分析其受力特征,建立以结构总质量为优化目标,以结构强度、刚度、局部稳定性等为约束条件的数学优化模型;通过Design Exploration工具对局部求解区间内的弦杆与腹杆外径寻优求解,得到相同结构、不同载荷条件下的优化解及灵敏度分析图,结果表明:增大弦杆外径可有效提高桁架整体结构强度和刚度,但腹杆对结构刚度和强度的影响效果较复杂,该结论对结构改进与类似结构设计具有一定的指导意义.最后对优化求解后的桁架结构进行有限元分析,由最大组合应力云图和总变形云图可知,优化后的桁架能满足设计要求且结构材料得到了充分利用,该设计方法较传统设计方法效率更高、设计结果更合理.     

全复合材料轻型飞艇吊舱的设计研究

从总体布局、材料选取、结构设计及载荷分析等方面详细阐述了全复合材料轻型飞艇吊舱的研制。飞艇吊舱是体积较大的外挂结构,从外挂受力特点出发,充分运用了复合材料夹层结构高刚度/质量比的特性,合理地进行结构设计布局,很好地解决了大尺度复合材料结构的刚度问题。通过有限元分析和静力试验对舱体结构进行静强度、刚度验证。计算及试验结果表明全复合材料轻型飞艇吊舱满足强度、刚度设计要求,结构质量比预定质量节省10%,从而可以增加有效任务载荷或减少浮囊体积。     

基于有限元计算的电动单梁起重机主梁局部结构设计

设计了一种新的电动单梁起重机主梁局部连接形式,比较了新结构与原结构在整体强度和刚度方面的变化,建立了不同局部结构形式的主梁有限元模型,分析了局部结构改变对强度的影响,标出了结构最大应力点的位置和数值。有限元分析结果显示,新结构的等效应力水平远低于材料许用应力值,具有进一步实验研究的意义。     

基于复合材料的天线结构设计

对复合材料的天线框架设计进行了较为详细的论述,通过使用复合材料天线框架,保证了某相控阵天线对结构提出的阵元间距要求,为实现天线的电性能指标奠定基础;同时减轻了天线整体的重量。满足了天线整体的刚度、强度要求。     

高径向支撑性可生物降解聚合物血管支架结构设计与力学性能分析

在研究血管支架支撑单元夹角与其径向支撑强度关系的基础上,提出采用不等高支撑环以利于增大扩张后支撑单元夹角进而提高支架径向支撑强度的设计方法,根据该方法设计了三种可降解聚合物血管支架结构。采用有限元方法对比分析了该三种支架和雅培生物可降解支架(BVS)的径向支撑强度、径向回缩率、轴向短缩率与弯曲刚度,研究了支架结构对这些性能的影响规律。所设计的J型支架(JS)、开放式C型支架(OCS)和密闭式C型支架(CCS)的径向支撑强度相对BVS的径向支撑强度分别提高了14%、34%和42%,同时设计的三种支架的径向回缩率相对BVS的径向回缩率减小了约21%,且均未发生轴向短缩;采用开放式连接形式的JS、OCS的弯曲刚度与BVS的弯曲刚度相当,相比密闭式CCS减小了约73%。影响径向支撑强度和径向回缩率的主要因素是支撑环的结构形式,采用不等高支撑环可有效改善径向支撑强度和径向回缩率;影响轴向短缩率的主要因素是桥筋的结构形式和桥筋的连接位置,采用具有弯曲结构的桥筋且桥筋连接位置位于支撑单元直线段的中间处可避免支架发生轴向短缩;影响弯曲刚度的主要因素是桥筋与支撑环的连接形式,采用开放式连接的支架弯曲刚度更小。     

某机载雷达天线框架结构的有限元分析

天线框架是天线的安装平台和精度基准,其结构刚度与强度直接关系到机载雷达的性能。文中以某机载雷达天线框架结构为研究对象,建立了完整的有限元仿真模型,进行了模态分析,给出了结构的前6 阶固有频率及振型,完成了该结构在加速度过载下的准静态分析及随机振动的响应分析,得到了相应的变形和应力值,并计算了相应的安全裕度。结果表明,该机载雷达天线框架具有较高的基频和较好的刚强度,结构设计满足机载产品抗力学环境设计要求。     

新材料、新结构在某相控阵天线结构设计中的应用

简述了某系统设备中相控阵天线的结构组成、尺寸精度和结构特点。介绍了采用不锈钢挠性连接的结构方式和殷钢材料控制天线形变的方法,这些方法有效地减少并控制了天线因温度变化而产生的形变,保证了天线的发射和监测精度。