20m金属桁架天线罩环控设计

针对金属桁架天线罩夏季高温情况时罩内温度高的问题,综合技术需求及经济实用的原则,对某工程项目喀什地区12 m S/X/Ka接收天线采用的20 m金属桁架天线罩进行了强制通风方案设计,仿真分析了天线罩内的温度场。仿真结果表明,该设计满足系统对天线罩内温度的要求。     

20m金属桁架天线罩结构设计

随着Ka波段天线的应用,金属桁架天线罩以其优越的力学和电磁性能而受到人们的青睐。针对某12 m S/X/Ka接收系统的金属桁架天线罩,开展结构设计,并用ANSYS软件分析计算了天线罩的变形和应力;结果表明,天线罩的强度、刚度满足使用要求。该设计已运用于相关工程项目建设中。     

金属桁架式天线罩结构变形对系统电性能的影响

针对金属桁架式天线罩在载荷下的结构变形对系统电性能影响的问题,分析天线罩在载荷作用下的变形,针对变形的蒙皮和桁架,将天线电磁波透过蒙皮后的透射场与桁架产生的散射场相叠加,得到变形罩体下的天线远场,在此基础上分析变形天线罩对系统电性能的影响。通过某20 m金属桁架式天线罩进行数值仿真,结果表明变形对系统电性能的影响显著,且罩体的厚度越大、频率越高,变形引入的影响越大,在此基础上分析天线罩结构变形对系统电性能的影响机理,指出较大变形下系统电性能没有剧烈变化的原因,并提出可以真实反映电性能变化程度的天线罩变形描述方法。     

舰载天线罩刚强度性能试验分析方法

文中以舰载天线罩为研究对象,分析了天线罩在复杂载荷下刚强度性能的试验分析方法,为舰载装备的安全服役提供保障。首先,研究了浪载、风载等多种载荷在试验中的近似加载方法;其次,详细讨论了天线罩刚强度性能试验分析方法,如试验台架的设计方法、应变片和位移传感器的布置及数据采集、试验步骤及数据处理方法、试验中天线罩内部是否损伤的检测方法;最后,探讨了试验结果对有限元模型修正的指导作用。     

塔式起重机臂架优化设计

臂架是塔式起重机的主要承载受力构件,其承载能力直接影响整机的起重性能与安全;桁架是塔式起重机臂架的典型结构形式,臂架稳定性是限制桁架臂承载能力的主要力学问题之一。文中基于屈曲理论对臂架进行稳定性计算,同时通过有限元法讨论了初始缺陷系数对桁架臂最大承载能力的影响,并结合桁臂架破坏试验对其承载能力进行评估。经与试验对比,验证了有限元方法的正确性,说明设计标准中理论计算的保守性与局限性。另外,还采用有限元方法讨论了臂架主弦及腹杆规格、跨数等对臂架屈曲失稳性能的影响,其分析结果可为设计提供参考依据;采用匹配合理的主弦和腹杆截面尺寸以提高桁架式臂架的抗屈曲能力。经对塔式起重机臂架进行匹配优化设计研究,在保障结构安全的基础上,结构实现轻量化为13.5%。     

双压电驱动微泵泵膜的ANSYS仿真和结构优化分析

提出了一种新型的双压电泵膜结构,分析了泵膜小挠度弯曲形变理论。运用ANSYS软件建立了泵膜的有限元模型,并对泵膜进行了电压驱动静态分析和模态分析,通过正交试验法对泵膜结构进行了优化。分析表明,压电层厚度对膜片形变影响最大,其次依次是驱动电压、泵膜半径、电极层厚度、基层厚度;泵膜半径对膜片频率影响最大,其次依次是压电层厚度、电极层厚度、基层厚度;对泵膜结构进行优化,可以提高微泵的工作效率,研究结果为微泵的优化设计提供了依据。     

船用自动扶梯桁架的有限元分析及其应用

为了确保运行在海上的船用自动扶梯具有良好的安全性能,研究了船用自动扶梯金属桁架在船舶静止、横摇、纵摇、垂荡工况下所受载荷的特征,利用有限元Ansys(APDL)对金属桁架进行静力学分析,计算得到桁架在不同工况下的位移及应力,进而对金属桁架薄弱的结构进行改进设计使其满足规范要求。     

谐振膜式密度传感器

设计了一种基于谐振理论的新型振膜式液体密度传感器,实现了液体密度的实时在线测量.谐振膜式密度传感器由谐振膜、激励单元、拾振单元和闭环控制电路与检测电路组成.传感器利用谐振膜与不同密度液体接触,液体密度与谐振膜等效质量具有相关性,而谐振膜等效质量的变化直接影响谐振膜的谐振频率,依靠检测谐振膜谐振频率来实时液体的密度测量.这种谐振膜式密度传感器制作工艺简单、信号稳定、测量精度较高.实验结果表明:谐振膜式密度传感器具有较高的重复性、灵敏度和测量精度,满足实时在线测量的要求.     

星载索网反射面天线的预张力设计

星载索网反射面天线是由张拉索、膜以及支撑梁单元构成的组合结构,具有高度几何非线性,天线内部索、膜单元的张力不易控制.针对索、膜-桁架反射面天线结构中,索、膜张力确定的非线性问题,文中提出了一种张力设计的2步法:第1步,仅考虑索、膜结构,根据各向同性应力假设,推导了膜结构的平衡矩阵和平衡方程,在此基础上,建立以索、膜张力为设计变量,以索、膜张力均匀性为目标的优化模型,为避免索松弛和膜褶皱,引入相应张力约束;第2步,考虑梁结构的弹性变形对索膜张力和天线均方根误差的影响,采用逆迭代法对索膜张力予以修正.某6m天线的算例表明,该方法可在一定程度上有效控制索膜张力的分布,快速得到一组平衡的索膜预张力.     

现场检测质谱膜进样技术研究进展

在简单阐述了膜进样质谱的基本原理后,重点介绍了近年来现场检测质谱膜进样技术的研究进展,包括膜材料、膜结构及应用领域的进展。针对化学毒剂和有毒工业化学物质对现场检测质谱仪的要求,提出了设计膜进样系统时需要解决的问题。     

杆系结构鲁棒性应变能敏感度分析及试验

为研究结构鲁棒性动态分析方法,进行了理论分析、数值模拟和破坏性模型试验。结合平面悬臂桁架和六角星型穹顶算例,利用应变能敏感度法分析了杆系结构鲁棒性。基于杆件移除法讨论了结构应变能和应变能敏感度对结构破坏特征的影响,并同鲁棒性应力变化率评价法进行了对比。结果表明:应变能敏感度法能动态地反映杆系结构鲁棒性变化、预测结构稳定极限荷载、识别结构破坏模态及评价杆件易损性;尽管支座压杆、环向拉杆对应变能敏感度的影响比中心压杆小,但可能引起结构整体倾覆和中心压杆强度破坏;工程应用中应在杆件重要性分析和结构破坏模态识别基础上采用应变能敏感度法评价结构鲁棒性。     

基于满应力的桁架梁轻置化设计

桁架梁结构受外载荷作用时各杆件的受力情况不同,应力也不完全一样。以圆管带式输送机桁架梁结构为例,应用满应力设计法,使其在满足多种约束的条件下,各杆件都能均衡地承受载荷,具有合理的结构承载能力,达到减轻结构质量的目的。     

Minimum Film Thickness in a Gas Foil Journal Bearing with an Unbalanced Rotor

A gas-lubricated foil journal bearing consists of a compliant metal shell structure that supports a rigid journal or rotor by means of a gas film. The response of this system to the periodic forces of an unbalanced rotor supported by a single bearing is predicted using perturbation analysis. The foil structure and the gas film are modeled with an analytically perturbed finite element approach to predict the rotor dynamic coefficients. A dynamic model of the rotor is used to predict periodic journal motion. The perturbation analysis is then used with the periodic response of the rotor to calculate periodic changes in the gas film thickness. Other quantities such as the gas film pressure and the foil deflection can also be calculated. The model includes bending and membrane effects in the top foil, coupled radial and circumferential deflections in the corrugated sub-foil, and the equivalent viscous dissipation of Coulomb friction effects in the foil structure. The approach is used to investigate the effects of top-foil thickness on minimum film thickness in a bearing.     

基于区间分析的非对称外形天线罩厚度设计

厚度误差是影响天线罩电性能的重要因素.对于非对称外形天线罩,厚度误差引入的电性能恶化程度会随天线扫描角变化.针对该问题,文中提出了一种基于区间分析的天线罩厚度设计方法.首先根据误差区间分析天线罩的方向图区间,从中提取电性能指标区间,进而分析不同扫描角下电性能指标区间随厚度的变化特性.通过对电性能指标及其变化区间作单一目...     

Determination of the scheme of precision grinding compensation on the radome

The radome, which is often used to house airborne scanning radar antennas, causes a large boresight error and boresight error slope of the radar antenna. One way to decrease the boresight error induced by the radome is to modify its geometric thickness. Determining the grinding scheme from the boresight error performance is the most important problem to be solved. A typical inverse problem about electromagnetic fields is solving the precise grinding compensation area and allowance according to the antenna aperture distribution and the radome’s boresight error performance, which could hardly be solved by a purely mathematical method. An effective approach combining theoretical analysis and mathematical calculations with experimental measurement is presented in this paper to determine the grinding area and allowance for compensating the boresight error performance of the radome. By comparing the calculated and measured data of the boresight error and the boresight error slope before and after grinding, it is shown that this method is simple and practical and can be used for many kinds of radomes.     

共形承载天线封装过程中几何缺陷的反演

共形承载天线(Conformal load-bearing antenna structure,CLAS)将微带天线和防护结构封装为一体,是一种可安装于飞行器外蒙皮的新型天线结构。针对封装过程中防护罩体内存在空腔、气泡等制造缺陷,根据透射理论和射线追踪-表面积分方法,提出一种由天线远场特性反演缺陷几何特征的方法。推导出远场到罩体透射系数以及透射系数到罩体材料厚度的两个反演公式,两者结合可实现由测量远场到罩体缺陷几何特征的反演,并进一步推广至多层罩体。通过一个12.5 GHz的4单元共形承载天线进行数值仿真试验,仿真结果表明反演模型理论精度高,有效性好。基于该算例,对所提出的反演模型进行误差分析,分析结果表明当远场测量精度满足幅度误差小于0.45 d B,相位误差小于±5°时,反演结果的误差小于10%,该精度完全可以满足工程使用的精度要求。     

基于ANSYS的浮空器组阵结构屈曲分析及优化设计

针对空间太阳能电站地面演示系统,提出了一种空间大型浮空器组阵结构,利用ANSYS有限元软件建立其桁架结构的三维模型并进行结构屈曲分析,判断桁架结构的稳定性.以第1阶临界屈曲载荷为约束条件,对桁架梁截面的型材进行尺寸结构优化.通过响应曲面分析和多目标遗传优化算法找到设计优化点,使优化后的桁架结构在保证结构稳定的前提下实现...     

柔性自适应桁架结构的振动控制方法实验研究

为提高结构对外部环境的抗干扰能力,构造了空间柔性自适应桁架结构,并对其主动控制进行了研究。通过加速度传感器测量位移的实验,建立了由dSPACE数据采集与处理系统、压电传感器、压电作动器、桁架结构和微机实时测控组成的实时计算机控制系统。基于自适应桁架结构的有限元理论,采用改进的二次积分力反馈控制方法,研究了空间柔性自适应桁架结构的振动主动控制问题。通过正弦激励进行了实时控制实验,给出了控制前后节点18x方向的位移振幅抑制变化情况及功率谱响应曲线。实验研究结果表明,该控制方案对空间柔性结构的低频大幅振动有很好的控制效果。     

气动力敏机械手指测力系统动态响应性能分析

气动力敏机械手指是利用气压测微技术和气膜柔性承载技术,将触觉传感器和普通机械手结合为一体,实现对工件无损伤抓取。测力系统是气动力敏机械手指在线实时检测接触力,研究测力系统的动态性能对检测控制系统的设计具有重要意义。介绍了气动力敏机械手指的结构及工作原理,推导了测力系统的传递函数,给出气膜承载力和刚度的计算方法,并采用MATLAB软件分析了测力系统的动态性能。结论为气动力敏机械手指测力系统的设计提供了理论基础。     

航天器桁架结构快速设计方法研究

随着航天事业的发展,桁架作为航天器主承力结构应用越来越广泛,并呈现大型化复杂化的发展趋势。传统模式下航天器桁架结构设计效率低下,无法适应“快速响应约束,迭代更新高效”等应用要求,制约桁架结构的发展。针对这一现象,文中基于自顶向下(Top-Down)设计模式和参照柔性相关思想,提出了航天器桁架结构快速设计方法,并进行了验证。结果表明,航天器桁架结构快速设计方法逻辑关系明确,简便实用,能够实现结构元件自动创建和装配,快速响应外部约束并自适应更新,能确保设计状态的迭代有效可控,显著提升桁架结构设计效率,可推广应用于航天器桁架结构设计。