构架式可展开天线工作表面母线拟合方法

针对由六棱柱单元组成的构架式可展开天线工作表面与球面背部支撑桁架形状差异的问题,基于微分几何和最小二乘法,提出了一种构架式可展开天线工作表面母线的拟合方法.通过对构架式天线的类型、组成模块的结构以及球面背架与工作表面关系的分析,将工作表面由空间状态转换成平面状态,用矩形将其包络,给出了母抛物面母线方程的求解步骤.根据偏距,得到了工作表面母线的端点坐标,将待拟合曲线离散化,应用最小二乘法分析推导了拟合圆弧的计算公式.通过算例对口径相同的3种组合的天线进行了拟合,比较了3种组合的优劣,结果表明各条曲线的最大的拟合误差均小于各自的许用误差,不需要进行修正,该方法对构架式可展开天线工作表面母线的拟合具有较好的效果.     

绳索-金属丝网组合结构力热匹配设计

网状可展开天线反射面是由柔性绳索与金属丝网缝制而成的．由于不同材料力热差异引起金属丝网与纤维绳索变形不协调,影响了绳索金属丝网组合结构的预应力分布与形面精度,降低了反射面的电性能．为此,有必要研究绳索金属丝网组合结构的力热匹配设计问题．文中采用只承受张力的两节点杆模拟绳索,利用膜模拟金属丝网结构,建立了绳索金属丝网组合结构力学模型,分析了绳索金属丝网组合结构热变形影响规律,对绳索截面参数进行了匹配设计．以环形桁架网状可展开天线为例,仿真结果表明,采用文中的力热匹配设计方法,在温变环境下反射面的热稳定性得到很大的改善,形面精度提高了92％．     

星载可展开天线的展开动力学研究

针对星载可展开天线柔性较大的特点,综合考虑天线的分布参数、集中参数及摩擦力等因素对系统动特性的影响。在严格按照运动学合成原理的基础上,采用有限元法与拉格朗日方程建立了可展开天线的运动微分方程。并求得了某星载可展开天线的展开动力响应,讨论了此天线动力分析中的若干关键问题。     

桁架式可展开天线精度计算方法

为了建立单元尺寸与反射面精度的关系模型来指导天线结构设计,分别用单元上取点、应用于球体及抛物面的浅壳理论推导了3种不同的误差计算方法,并进行了对比.用基于PhotoModeler软件建立的非接触摄像测量系统,对口径为2 m的天线模型进行了反射面精度测试及展开重复精度试验,将试验结果与误差的理论计算方法进行对比,验证了应用于抛物面的浅壳理论推得的公式估算反射面精度更精确,应用于球体的浅壳理论推得的公式使用方便,计算结果与应用于抛物面的线壳理论公式所得结果较接近,单元上取点推得的精度计算公式可以用来估算拟合抛物面的拟合焦距,指导天线调焦机构的设计.     

考虑扭簧失效的桁架式可展开天线可靠性研究

利用故障树理论建立桁架式可展开天线失效模型,在此基础上,采用概率理论推导出天线系统失效概率方程,利用动力学理论建立桁架式可展开天线展开分析方程,对不同位置处扭簧失效时天线的展开过程进行分析,进而得出扭簧失效时使天线无法完全展开或使其展开形面精度很差的扭簧位置和失效后对天线展开及其展开形面精度基本没有影响的扭簧位置;将此分析结果引入可靠性分析中,可以使可展桁架天线的可靠性分析更准确.通过一个算例计算了桁架式可展开天线的可靠度,得其可靠度为0.999 787 571.     

星载伞状可展开天线支撑肋结构优化

为减轻星载伞状可展开天线的质量,选取天线支撑肋为研究对象,通过对天线结构及支撑肋的受力分析,建立了以刚度为约束条件、以结构参数为设计变量、以质量最轻为目标的支撑肋结构优化模型．通过蒙特卡罗法和复合形法进行求解,得到了优化的支撑肋结构参数．优化后的支撑肋质量较优化前减轻了50.4%．优化结果表明,增加支撑肋截面高度和采用变截面结构是实现支撑肋轻量化的主要途径;相比蒙特卡罗法,复合形法在求解时具有更高的效率和稳定性．     

充气可展开天线的反射面设计及精度测量

为实现高精度的充气可展开天线反射面，基于薄膜理论和弹性力学进行保形设计，在已知充气气压和变形后抛物面参数条件下求得充气变形前的形面.基于变形前的无应力形面进行裁剪设计，利用改进的弹簧质点系统展开曲面片，将裁剪片拼接得到高精度的充气反射面.将该方法运用于2 m口径反射面模型的研制，利用PhotoModeler软件建立非接触摄像测量系统，进行3种实验姿态下的测量实验.通过反复的测量和形面调整，在指平姿态下反射面的最终精度为1.83 mm，验证了高精度充气薄膜反射面的可实现性.     

空间可展开天线基本单元构型的数综合方法

为对金属网面可展开天线进行构型创新研究,提出了一种基于图论理论的金属网面可展开天线基本单元构型的数综合方法.根据基本单元的展开方式,总结出其运动链的特点,建立了运动链与拓扑图的转换关系,得到了4种基本单元的拓扑图模型.将拓扑图进行子图化分解,分析了构件的拓扑对称性.采用双色拓扑图分析了机架在不同位置时运动副的拓扑对称性,得到了满足拓扑要求的基本单元的构型总数.通过例子阐述了由拓扑图综合成机构的过程,并讨论了机构间的构型演化.算例及分析表明：该方法得到的构型总数可方便计算机自动综合软件建立拓扑图库,同时为宇航空间可展开机构理论的研究提供了借鉴与参考.     

周边桁架可展开天线展开过程运动分析及控制

根据周边桁架式可展开空间天线的结构特点,先建立周边单元浮动坐标系,采用坐标变换方法,得出了周边单元间的运动变换关系,建立了该天线通用的展开过程运动分析模型,可分析展开过程中结构上任意点的位置、速度和加速度．为避免展开过程中冲击过大,对周边单元的展开速度进行规划．根据驱动绳索的运动与单元展开运动之间的变换关系,将周边单元的运动规划转化为展开绳索的运动控制,对天线的展开实施位置控制．仿真实例表明该控制方法可使天线按照规划的展开角变化规律平稳展开．     

空间可展板壳结构的展开分析

建立了空间可展板壳结构的运动学分析的基础方程式，利用广义逆矩阵理论分析了可展板壳结构在外荷载作用下的运动过程，给出了可展板壳结构从收纳（展开）状态到展开（收纳）状态的计算方法，推导出了考虑位置增量高阶项的数值解，并取得了较好的展开分析精度.通过编制仿真程序进行算例分析，结果验证了分析方法的正确性.与传统的多体系统动力学方法相比，该分析方法的优点是建模简单，能够有效地分析可展板壳结构的复杂运动，并为空间可展板壳结构的设计优化提供了理论依据.     

纬编与经编织物线圈建模与仿真分析

分别探讨了纬编线圈和经编闭口线圈的结构,建立了相应的数学模型,在VC++平台下进行仿真分析,并在此基础上设计出较为复杂的织物效果。综合阐述了纬编和经编线圈的建模原理,为织物生产设计及进一步仿真提供了思路。实验表明:建立的模型曲线平滑,能形象地表达线圈的真实客观形态。     

预应力索梁结构成型过程的实用分析方法

本文基于最小势能原理,给出了预应力索梁组合结构中的索、梁单元增量形式的独立平衡方程,建立了有限索元的非线性平衡迭代列式,利用其分析了一预应力索梁结构成型过程中的几何非线性问题,并对预应力索梁结构进行了非线性有限元的数值模拟。结果对比表明,该理论分析方法能够准确有效的考虑该结构中的非线性问题,为此类结构现场成型过程提供了一种快捷、可靠的非线性理论分析方法。     

起重机金属结构可靠度分析

通过对起重机金属结构的载荷及强度分析，确立在多种载荷组合作用下的载荷效应，建立以失效单元为破坏模式的串并联单元，并以这些串并联单元共同组成金属结构体系的可靠度计算模型，同时引出其可靠度的计算方法以及以一阶二次矩计算的可靠度计算公式。     

离散空间上单目标3维e容错搜索模型探析

针对离散空间上单目标3维e容错搜索模型中的end状态s，从理论上给出了提问者能够搜索成功的最小提问次数是其特征ch（s）。