某星载双反射抛物面天线轻量化设计

为了解决某星载双反射抛物面天线超重的问题,文中采用力学仿真和试验的方法对其进行了研究。首先,采用铝合金材料对天线进行结构设计,并计算整个天线的重量,结果显示不满足项目重量指标要求;然后,基于碳纤维复合材料的特性,对模型进行结构优化设计,使重量指标满足项目要求,同时进行力学仿真分析,校核天线的结构强度;最后,通过振动试验验证了这种轻量化设计的可行性。文中的研究思路和方法为星载双反射抛物面天线的轻量化设计提供了参考。     

机载轻质天线阵面的结构设计与仿真分析

设计了某机载轻质高频天线阵面的结构,采用平面印刷偶极子天线单元和紧耦合布阵技术,实现阵面的小型化和轻型化;天线承力骨架采用立体框架形式,使用玻璃纤维蒙皮加泡沫夹心结构的复合材料,实现结构的轻质与抗力学环境设计要求。通过力学有限元仿真分析,验证了天线结构的刚强度满足设计要求。     

电动车轻量化复合材料车身骨架多尺度分析

复合材料由于其微观结构的非均匀性以及复杂的力学特性,使得其零部件设计难度大大增加。采用多尺度分析的方法,根据T300/Epoxy斜纹机织复合材料细观几何参数,建立其单胞几何模型,引入周期性边界条件对单胞结构进行有限元分析,进而预测复合材料层合板三维弹性性能参数,并通过力学试验证明试验结果和预测结果较为接近;利用LS-Dyna中的MAT_54建立复合材料渐进失效模型,通过三点弯曲试验结果调整模型参数,最终得到的复合材料渐进失效模型仿真结果与试验结果一致;将调整好的复合材料渐进失效模型应用到电动车复合材料车身骨架轻量化设计中,对复合材料骨架进行顶压仿真以及柱碰仿真分析。分析结果表明,复合材料车身骨架设计符合法规要求,与铝合金骨架相比,在重量减轻59%的同时表现出更好的耐撞性能。     

某车载雷达天线骨架结构的优化设计

天线骨架是车载雷达天线系统的主承力结构,除刚强度需满足设计要求外,其重量也应满足车载雷达的机动性要求.文中利用有限元软件,对工作条件下某车载雷达的天线骨架结构进行了模态分析以及自重、风载和温度载荷等静力分析,并根据天线骨架构型的拓扑优化结果、应力和变形的计算结果、骨架结构形式以及力的传递方式对天线骨架进行了优化设计.仿真结果表明,优化后的骨架在重量减小的同时,刚强度也得到了一定程度的提高.该研究结果可为大阵面高负载天线骨架的轻量化设计提供技术支撑.     

机载无源相控阵天线结构轻量化设计

机载雷达天线发展迅速,已从传统机械扫描天线发展为相控阵天线以及更为先进的机相扫天线。随着雷达技术的发展及电子设备集成度的提高,天线已经成为雷达系统中组成最为复杂、重量占比最大的单元,因此天线的轻量化设计是雷达结构设计的关键技术。某机载无源相控阵雷达天线组成复杂,结构紧凑,单元间距小,重量指标要求严格,结构设计难度大。文中介绍了该天线结构设计中采取的轻量化措施,包括结构布局、模块化设计、复合材料的应用等,并通过力学仿真及环境试验,对天线轻量化设计的结果进行了验证。结果表明,天线结构设计满足产品力学环境要求,设计合理,对相关产品的结构设计有一定的参考意义。     

一种低空三坐标雷达天线骨架结构设计

叙述了一种新研制的低空机动型三坐标雷达。通过对接收、发射、天馈三个分系统的系统集成设计,运用Pro／E三维建模,从结构设计、力学分析等方面介绍了该雷达天线骨架所采用的“薄壁焊接结构”的结构设计方法,实现了天线骨架的精度、刚强度、重量的优化设计。     

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。     

一种VHF/L双波段共口径天线结构设计

为满足某雷达系统功能要求,设计了一种VHF/L双波段天线,使两个波段天线共口径安装,从而达到减少雷达设备量、降低天线体积和重量的目的。文中针对双波段天线的总体要求,对天线骨架、折叠机构、辐射单元及其翻转机构等天线结构组成的设计进行了详细阐述。对天线骨架的抗风能力进行了有限元仿真分析,并根据仿真结果进行了局部结构改进设计,达到了系统指标要求。该VHF/L双波段共口径天线结构紧凑,工作可靠,对类似的双波段天线结构研制具有一定的借鉴作用。     

某复合材料星载天线反射面抗力学环境设计与验证

针对某复合材料星载天线反射面,开展抗力学环境适应性设计、仿真分析与试验验证工作。依据天线反射面的功能需求,对天线反射面的结构形式、复合材料铺层等进行了详细的设计。分别从有限元仿真分析和振动环境试验两个方面对该天线阵面的抗力学环境适应性要求进行了验证,验证结果显示该天线反射面各项指标均达到了设计要求,并且顺利通过了鉴定级振动试验。仿真分析和试验吻合良好,天线结构设计合理。     

某雷达天线骨架仿真与测试分析

天线骨架是雷达接收、发射、天馈分系统的基础部件,为整个天线系统的主承力结构。风载荷是天线骨架需要承受的主要外负载。文中采用有限元方法对天线骨架在自重和风载荷组合作用下的刚强度进行了仿真分析,然后考虑风载荷的作用对天线骨架进行了实际力学试验,并对仿真设计计算进行了验证分析。结果表明：有限元分析结果能基本反映结构的整体应力水平和变形趋势,该分析方法能够很好地用于天线骨架的设计。试验中对风载的模拟加载方法,可供天线骨架的风载试验参考。     

基于传力路径的天线骨架优化设计

目前天线骨架的设计主要从功能层面出发,凭借设计经验得到天线骨架,在此基础上再进行仿真校核和局部补强.这种骨架虽然能够满足设计要求,但往往得不到最优的结构,设计冗余度很高.文中以某天线为例,在总体布局的基础上进行传力路径优化,得到主传力路径,再进行骨架几何模型重构和尺寸优化,最后对优化后的骨架进行力学校核,最终得到最优的...     

某轿车复合材料座椅骨架轻量化研究

为实现节能减排,顺应汽车轻量化发展趋势,基于复合材料层合结构设计理论,提出一种使用碳纤维增强复合材料代替传统金属材料设计汽车座椅的方法。按照国家法规要求,利用HyperWork数值仿真分析软件对汽车座椅在实际工况中的力学特性进行分析,并根据复合材料层合结构等刚度设计理论,对座椅骨架进行材料体系构建,并对结构进行模态分析。结果表明,复合材料汽车座椅骨架在满足法规要求的基础上减重34.5%,并且前六阶固有频率得到了明显的提高。     

大型钢结构天线结构力学设计与优化

某大型固定式相控阵雷达天线尺寸大,设备多,结构复杂,承受多种荷载,对天线精度要求高,重量要求苛刻。文中以其为例介绍了典型的大型钢结构天线结构力学与优化设计方法,分析了典型的大型钢结构天线的荷载以及工况组合,通过拓扑优化进行系统布局设计,并在此基础上对杆件截面尺寸进行参数优化设计,最后对骨架及节点的强度进行结构分析,从而确保了大型钢结构天线结构力学设计的高刚度和安全性以及轻量化。     

轻质复合材料天线辐射梁单元研究

为解决传统钢制大型天线辐射梁单元重量大、重复安装精度差、易腐蚀等问题,采用钢制球形接头与碳纤维复合材料管材胶接组合的方式,对复合材料管材和胶接接头进行了合理设计,成功制造出某大型天线轻质复合材料辐射梁单元。对此辐射梁单元进行了有限元分析与实测研究,能够很好地满足天线使用要求。结果表明：与传统的钢制辐射梁单元相比,复合材料天线辐射梁单元减重50％左右,辐射梁刚度好、强度大,安装一致性好、精度高,特别适合重复安装的大型天线。     

某大型对数周期天线的结构设计及力学仿真

大型对数周期天线外形尺寸大,架设高度高,重量要求苛刻,成本控制严格,这些要求给大型对数周期天线的结构设计带来很大挑战。文中从大型对数周期天线结构设计需求出发,根据其结构设计特点,结合生产制造、现场架设、成本控制等方面的要求,设计了一种低风阻、低成本、高性能的轻量化天线结构,并进行了三维布线设计和现场架设规划。另外通过对天线进行有限元力学仿真分析,验证了其结构设计的合理性。该结构形式简单,易于批量生产,成本也较低,可为其他大型天线的结构设计提供一些参考。     

某车载偏馈天线结构设计

随着人类社会的进步和时代的发展,市场竞争日益激烈,高性能、低成本、轻量化和小型化的天线研发越来越受关注,能否研发出性价比高的天线关系到企业的生存发展。文中以车载偏馈抛物面天线为例,分析其结构设计需求,根据其结构特点,并结合工艺、装配、运输和成本等方面的要求,设计了一种低风阻、低成本、高性能的轻薄型天线。对天线的主要部件,比如反射面、天线骨架和调整装置的结构设计做了详细叙述。通过有限元分析软件对该天线进行力学仿真分析,得到了天线结构在工作状态下的应力云图和变形云图。计算结果表明,该天线结构整体性能较好,满足刚强度设计要求,验证了其结构设计的合理性。     

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。     

双弯曲反射面天线结构的力学分析

利用有限单元法对天线结构进行了力学分析,提出了减轻天线系统重量的主要途径,提供了一些有实用价值的力学计算结果。     

某车载雷达天线骨架结构的有限元分析

为满足现代雷达研发周期短、成本要求低等特点,需在结构设计阶段对天线结构进行必要的有限元仿真计算,以验证结构设计是否符合使用要求。文中针对某车载雷达天线骨架的结构形式和使用环境,利用ANSYS软件建立了天线骨架的有限元模型,进行了静力分析和模态分析,得到了天线骨架结构在工作工况和生存工况下的应力云图和变形云图以及结构的前四阶固有频率和振型。计算结果表明,该天线骨架的整体结构性能较好,在各种工况下均能满足刚强度的设计要求。     

反射面天线热变形对其方向图的影响

在某些极端应用场合下,环境温差很大,反射面天线由于其各种复合材料的热膨胀系数差异,将产生较大的结构应力和变形,该变形将会对天线的电性能产生不利影响。文中针对复合材料反射面天线的热变形与电磁场之间的耦合问题,建立了反射面天线结构热变形对其方向图影响的分析方法。首先通过力学有限元前后处理软件Patran建立力学模型,通过Nastran分析其在100 ℃温差下的结构热变形,然后将变形后的结构网格导入电磁仿真软件FEKO中,定量分析热变形对方向图的影响。文中通过对网格的控制,使得力学模型与电磁模型采用统一网格模型,从而降低了网格转换带来的人为误差。该方法为天线的逆向设计提供了定量的理论依据。