金属丝网是网状可展开天线的关键组成部分,被铺设于支撑索网上而形成网状反射面。丝网的编织形式、网孔形状及网面各向延展性等特性直接影响网状天线的形面精度,进而影响电性能。为了保证天线的结构性能和电性能,本文针对经编金属丝网的力学性能分析、力学等效及基于丝网力学等效的索膜结构形态设计等问题展开研究,具体工作如下:1.提出了考虑接触的经编金属丝网力学性能分析方法。首先,基于Goktepe三维线圈模型定义丝网的成圈线圈,通过NURBS曲线拟合丝网线圈的单丝走向,建立了整体丝网的几何模型;然后,基于增广拉格朗日乘子法,将黏结接触约束方程引入到丝网结构的势能泛函中,推导了丝网力学性能分析的增量有限元方程;最终,对丝网进行双向拉伸实验,通过仿真分析结果与实验数据对比,验证了丝网力学分析方法的准确性。该力学分析方法可为实际工程中丝网的研制、铺设提供理论指导,也为金属丝网结构的力学模型等效奠定了基础。2.提出了丝网力学模型的等效方法。考虑到丝网结构复杂多变,难以直接建立索网-丝网组合结构的力学模型,为此,根据丝网的结构特点,将其力学模型等效为正交异性薄膜,以薄膜的弹性参数及厚度为设计变量,以极小化丝网、薄膜两者的横纵向应变误差为优化目标,建立了丝网结构力学等效的优化模型。该方法得到的等效薄膜结构,在相同的边界条件及载荷工况下,呈现出的力学特性与丝网结构基本相同,该等效模型为索网-丝网组合结构的形态设计奠定了基础。3.提出了考虑丝网力学性能影响的索膜组合结构形态设计方法。首先,基于非线性有限元法,采用“两步法”实现了索膜组合结构的形态设计;然后,通过仿真案例分析了丝网力学性能对索膜组合结构形态设计结果的影响。最终,分别制作对应的索膜结构实物模型,并对其进行摄影测量,通过对比仿真与实验的前索网节点坐标均方根值,验证了该形态设计方法的合理性。结果表明,丝网力学性能对索膜结构形态设计结果的影响较大,考虑丝网实际力学性能的索膜结构形态设计,可在丝网的铺设过程中有效避免因忽略丝网实际力学特性所引入的丝网预应力误差,指导制作的实物模型初始RMS更好,可减少实物模型形面调整的工作量。