地面大型輕柔索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的支撐結(jié)構(gòu)分析設(shè)計.pdf

1、無論是在地面還是太空中天線都發(fā)揮著舉足輕重的作用，伴隨著地面通信和深空探測的進(jìn)步，拋物面天線反射面的型面精度要求越來越高，口徑也越來越大。然而天線的型面精度與質(zhì)量相互干擾，使得目前地面拋物面天線口徑幾乎達(dá)到機(jī)械設(shè)計的極限尺寸。本文的主要工作就是針對地面大型拋物面天線型面精度與質(zhì)量相互干擾的矛盾，借鑒空間索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使得地面拋物面天線的口徑能更大，更輕，建造成本更低。
　　首先，提出兩個關(guān)于天線全可動的方案，并結(jié)合實現(xiàn)這兩個方案

2、的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析，選擇俯仰與方位結(jié)構(gòu)干擾相對較小的方案。對該方案進(jìn)行了概念設(shè)計，包括支撐臂的截面形狀、材料、傳動和驅(qū)動方式，索網(wǎng)結(jié)構(gòu)與支撐臂的鉸接點位置選擇，并對方位平臺下方的支撐位置進(jìn)行了定性分析。
　　然后，對反射面的支撐臂系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)分析設(shè)計。采用UG畫出反射面二維圖，求解出支撐臂的長度；依據(jù)天線的高精度要求，對逐步展開和同步展開進(jìn)行分析比較，并選擇逐步展開作為支撐臂的伸縮形式；并使用ANSYS對不同直徑的支撐臂進(jìn)行力學(xué)分

3、析，確定了支撐臂的內(nèi)徑和外徑；由于支撐臂需要重復(fù)地進(jìn)行伸縮運(yùn)動，因此就要求套筒間進(jìn)行重復(fù)鎖定與解鎖，參照常用的彈簧銷釘裝置，把解鎖裝置設(shè)計成與鎖定裝置類似的結(jié)構(gòu)，但布置在不同的套筒上；結(jié)合支撐臂的伸縮長度和對整體的精度及質(zhì)量要求，確定了絲杠的主要參數(shù)；依據(jù)電機(jī)的驅(qū)動工況，確定電機(jī)的力矩和功率，并選擇合適的減速器和聯(lián)軸器。
　　接著，對方位平臺進(jìn)行了詳細(xì)分析設(shè)計。根據(jù)輕質(zhì)化的設(shè)計思想，結(jié)合天線的高精度要求，選擇碳纖維作為桁架方位平臺

4、的材料；使用ANSYS分析出反射面在極限狀態(tài)時方位平臺的載荷，并分析不同直徑時方位平臺的變形，確定出桁架的尺寸。根據(jù)反射面、支撐臂系統(tǒng)和方位平臺的質(zhì)心位置變化，確定出轉(zhuǎn)盤軸承的型號。
　　最后，對索網(wǎng)結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行有限元分析，使用ANSYS進(jìn)行靜力、模態(tài)和譜分析。并對全文進(jìn)行了總結(jié)展望，指出文中的不足和需要進(jìn)一步研究的地方。
　　本文對索網(wǎng)結(jié)構(gòu)反射面天線的支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究，并驗證了設(shè)計的可行性，將對以后地面大型拋物