【摘 要】
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静电成形薄膜反射面可展开天线作为星载反射面天线形式之一,能实现大口径、高精度、轻质量、大收纳比的要求。其以环形可展开天线或其它形式结构作为基础支撑结构,因此对其整体
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静电成形薄膜反射面可展开天线作为星载反射面天线形式之一,能实现大口径、高精度、轻质量、大收纳比的要求。其以环形可展开天线或其它形式结构作为基础支撑结构,因此对其整体进行形态分析,并提出相应的形面调整方法、提高预成形薄膜反射面形面精度的加工工艺是十分必要的。为此,本文进行了以下三方面的工作。 1、建立静电成形薄膜反射面可展开天线整体有限元模型,包括周边桁架、基础索网、薄膜电极、支撑环梁和边界加装裙边索的薄膜反射面。基于非线性力密度方法对基础索网电极进行找形分析,将前后索网、竖向调整索、薄膜电极和静电力分别用力密度形式表达,得到节点平衡方程。通过迭代可得到一组满足等张力要求的竖向调整索张力。为将该方法应用到边界索缩减的情况,特引入边界索段优化的思想,通过适当增大边界索与内部索段张力比值来得到内部等张力设计的目的。将薄膜反射面初始构形用一多项式组合的形式来表达,并对初始构形进行优化设计,可得到均压下薄膜反射面形面精度较高的设计方案。 2、提出了以电极电压和裙边索张力为设计变量,以形面精度为目标函数,以膜面应力为约束函数的优化设计模型,基于梯度型方法对问题进行求解。数值试验与实验结果说明了本文方法的正确性与有效性。 3、制作了2m口径实物验证模型,突破了大口径静电成形薄膜反射面制作加工工艺和基于实物模型的有限元模型修正技术,得到了较为满意的效果。
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