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三向索网结构的形面精度分析

三向索网结构的形面精度分析

作者：李欣哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

在空间可展天线中,由于网状可展天线具有质量轻、口径大、收纳率高的特点,因而被广泛应用于雷达、侦查、对地观测、深空探测等领域,其中三向索网天线是该类天线中形面精度最高、不均匀性最小、保形能力最佳的一种形式。周边桁架式结构... 详细信息

在空间可展天线中,由于网状可展天线具有质量轻、口径大、收纳率高的特点,因而被广泛应用于雷达、侦查、对地观测、深空探测等领域,其中三向索网天线是该类天线中形面精度最高、不均匀性最小、保形能力最佳的一种形式。周边桁架式结构是可展结构的一种,其结构简单、质量较轻、口径范围广,是网状可展天线理想的载体。本文对周边桁架式三向索网天线的型面几何设计、索网预应力设计、形面精度分析以及失稳分析与调整等内容进行了的研究,主要内容如下:首先,对周边外桁架进行了结构分析。周边外桁架主要起到支撑三向索网结构的作用,其结构参数与展开可靠性对形面精度有着重大的影响。分析内容包括对其展开原理的分析并探索可靠的驱动方式;通过优化设计的方法确定了周边外桁架的个数及收纳率;根据理论参数设计外桁架零部件并虚拟装配,最终加工缩比实物模型。其次,对零状态下的三向索网结构进行设计,其结构参数将作为形面精度分析时的初始条件。包括原理性误差分析,以确定索的长度范围;通过优化网面张力比与网面质量确定了网面分段数;求解零状态下的网面坐标并建立三向索网结构的有限元模型。接着,初始状态下的三向索网结构因预应力而张紧成形,相对于零状态出现了形面偏差,因而对形面精度的分析转换为结构的找形分析。分析过程为建立六环三向索网结构的平衡矩阵以进行几何稳定性分析;以预应力不均匀系数为目标函数,通过遗传算法对预应力进行优化得出一组最优解;通过有限元法分析出变形后的节点坐标并进行ANSYS验证,以证明该分析方法的正确性;以及通过节点采样分析,求出三向索网结构的形面精度。最后,对工作状态下的三向索网进行失稳分析及调整。即通过动力松弛法,在三向索网结构刚度分析的基础上,对关键节点一一失效后的情况进行分析,得出形面精度,并以此分析星载天线的工作性能。由分析结果对三向索网结构进行调整,使其形面精度有所提高。利用ANSYS对以上分析结果进行验证,说明了分析方法的正确性和有效性。

关键词：可展天线三向索网结构形面精度找形分析动力松弛法失稳分析

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对提高凸轮轴凸轮磨削形面精度的探讨

精密制造与自动化 1988年第2期 21-24+42页

作者：王风举长春第一机床厂

一、前言国内汽车、内燃机行业为了缩小与工业发达国家间的差距,将发动机进行了改型换代。改型后的发动机对凸轮轴的制造精度,尤其对凸轮的形面精度均提出了较高的要求,由原来的形面允差±0.05～±0.08mm,提高到±0.015～±0.025mm,但... 详细信息

一、前言国内汽车、内燃机行业为了缩小与工业发达国家间的差距,将发动机进行了改型换代。改型后的发动机对凸轮轴的制造精度,尤其对凸轮的形面精度均提出了较高的要求,由原来的形面允差±0.05～±0.08mm,提高到±0.015～±0.025mm,但是目前我国所生产的凸轮轴磨床是满足不了以上精度要求的。如何使凸轮轴磨床适应汽车、内燃机行业的发展,是我们磨床制造厂工程技术人员的当务之急,为此,对提高凸轮轴磨削形面精度进行了探讨。二、凸轮轴磨床的磨削特点

关键词：凸轮轴形面精度机床磨削特性传动轴凸轮磨削磨削参数凸轮轴磨床

不同边界扰动形式对充气天线反射面形面精度的影响

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工程力学 2014年第3期31卷 247-256页

作者：伞冰冰朱召泉何小斐河海大学土木与交通学院江苏南京210098

充气天线的性能主要取决于其形面几何精度。该文以几何非线性有限元法为基础,对不同焦径比和口径的天线反射面进行分析,探讨了三种具有代表性的边界扰动分布形式(均匀扰动、局部扰动及波形扰动)对天线反射面几何形状及应力的影响特性及... 详细信息

充气天线的性能主要取决于其形面几何精度。该文以几何非线性有限元法为基础,对不同焦径比和口径的天线反射面进行分析,探讨了三种具有代表性的边界扰动分布形式(均匀扰动、局部扰动及波形扰动)对天线反射面几何形状及应力的影响特性及原因,并分别获得了形面精度对这三种扰动的敏感度。研究从影响区域、影响值大小、影响敏感度及褶皱分布等几个方面对三种扰动形式进行了定性和定量的比较,得到如下主要结论:均匀扰动及波形扰动对整个曲面形状均有影响,在边界影响区曲面会同时产生平移和曲率变化,中间区域则主要发生曲面平移。局部扰动则只对局部区域有影响;三种扰动形式中,在扰动值相同的情况下,均匀扰动引起的误差值最大,但形面误差值对局部扰动和波形扰动更敏感;除施加向外均匀扰动时无褶皱以外,其他扰动形式均会导致在影响区域内出现褶皱。此外,研究还探讨了天线焦径比和口径的影响。最后,在上述研究成果的基础上给出了反射面形面精度被动控制和主动控制的合理建议。

关键词：充气天线反射面形面精度边界均匀扰动边界局部扰动边界波形扰动

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毫米波天线形面精度摄影测量技术及实践

微波学报 2017年第S1期33卷 317-319页

作者：王勇黄桂平杨天克吕传景郑州辰维科技股份有限公司河南郑州450000 华北水利水电大学河南郑州450045

天线反射面精度是天线系统主要的技术性能指标,一般要求表面精度是天线工作波长的1/16~1/32,而测量精度要达到表面精度的1/3~1/5。对于毫米波/亚毫米波天线,传统测量方法如经纬仪测量等存在很多缺点,本文提出一种新的测量技术,利用工业... 详细信息

天线反射面精度是天线系统主要的技术性能指标,一般要求表面精度是天线工作波长的1/16~1/32,而测量精度要达到表面精度的1/3~1/5。对于毫米波/亚毫米波天线,传统测量方法如经纬仪测量等存在很多缺点,本文提出一种新的测量技术,利用工业摄影测量技术对毫米波/亚毫米波天线形面进行测量,并进行了高精度天线形面测量实践,结果满足要求。

关键词：毫米波/亚毫米波天线工业摄影测量形面精度形面测量

星载大型可展开网状天线形面精度测量方法研究

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计量学报 2018年第B12期39卷 7-10页

作者：丁健袁宝峰刘志勇许哲檀傈锰尹可北京空间飞行器总体设计部北京100094

形面精度是评价大型星载天线性能的关键指标之一。介绍了基于三维坐标测量的大型可展开网状天线形面精度的测量与计算方法;设计了对比试验,分别利用经纬仪测量系统、摄影测量系统、激光扫描仪,测量了某型号大型可展开网状天线模型的形... 详细信息

形面精度是评价大型星载天线性能的关键指标之一。介绍了基于三维坐标测量的大型可展开网状天线形面精度的测量与计算方法;设计了对比试验,分别利用经纬仪测量系统、摄影测量系统、激光扫描仪,测量了某型号大型可展开网状天线模型的形面精度;对比了三种测量方法的优缺点,其结论对同类型星载大型可展开网状天线产品形面精度的评价有着指导意义。

关键词：计量学形面精度可展开网状天线测量

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充气展开天线形面精度分析

充气展开天线形面精度分析

作者：付丽哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

形面精度是决定充气展开天线反射器性能的一个关键因素,如果误差不在允许范围内,那么它会严重降低天线的增益,增加旁瓣电平。因此研究充气展开天线的形面精度,对结构及其与电性能的匹配设计具有非常重要的意义。本文使用有限元软件对充... 详细信息

形面精度是决定充气展开天线反射器性能的一个关键因素,如果误差不在允许范围内,那么它会严重降低天线的增益,增加旁瓣电平。因此研究充气展开天线的形面精度,对结构及其与电性能的匹配设计具有非常重要的意义。本文使用有限元软件对充气展开天线的反射器进行了几何非线性分析,并利用数字摄影测量系统对其进行了试验研究,得到了形面精度随气压和裁剪方案变化的规律。对于大位移、大转角和小应变条件下的薄膜结构,在压力作用下变形到抛物面时,推导出其几何方程和平衡方程,即应变表达式应包括位移的二次项,平衡条件应建立在变形后的位形上。通过有限元分析,得抛物面的变形为“M”型。由位移计算出绝对误差的均方根误差(RMSa),得到气压与RMSa为非线性的变化关系,其关系图为通过控制气压来调节反射面的精度提供了依据。假设薄膜结构在压力作用下,变形后的曲面为二次曲面,而且其变形是轴对称的,根据边界条件,推导出偏斜误差的均方根误差(RMSs)与RMSa的关系式,得出当RMSa保持不变时,RMSs会随着半径的增大而减小的结论。根据鲁兹公式,分析了天线结构对天线电性能的影响,得天线增益下降系数会随着RMSa的增大而减小。对于给定的波长和增益,还可以根据鲁兹公式推算出其容许的RMSa。通过迭代确定了设计曲线,并且根据误差要求确定了最小迭代次数。我们已经初步建立了数字摄影测量系统,并且利用它测量了裁剪方案和气压对形面精度的影响。通过分析确定了精度较高时的工艺形式,从中可以看出粘接工艺和三角片的数量对精度都有较大影响。分析气压对形面精度的影响时,得到了精度较高时的充气压力范围。薄膜结构的初始形态的确定目前还是难点问题,本文根据形面精度随气压变化的规律,采用反算法初步确定了薄膜结构的初始形态,具有一定的创新性。

关键词：形面精度充气天线几何非线性有限元数字摄影测量

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基于EMC对充气展开天线形面精度的研究

基于EMC对充气展开天线形面精度的研究

作者：邴丕强西安电子科技大学

学位级别：硕士

充气展开天线具有质量轻、飞行成本低、收藏体积小、展开可靠性高、工作寿命长等优点，是未来大口径甚至超大口径天线的理想选择，也是近年来天线研究的热点方向。充气展开天线工作状态时的形面精度是影响其电性能、增益和使用情况的最... 详细信息

充气展开天线具有质量轻、飞行成本低、收藏体积小、展开可靠性高、工作寿命长等优点，是未来大口径甚至超大口径天线的理想选择，也是近年来天线研究的热点方向。充气展开天线工作状态时的形面精度是影响其电性能、增益和使用情况的最重要的结构指标，因此研究天线形面精度的优化，对天线结构设计和结构与电性能的匹配设计，以及未来发展应用都具有非常重要的意义。文中首先综述了充气展开天线的成形理论和发展现状、电磁数据可视化软件OpenGL技术的应用，介绍了电磁场数据可视化的数学分析方法以及图形动态显示技术;然后对电磁数据进行分析处理，并对建立的模型进行了网格划分;在此基础上对充气展开天线抛物面反射的电磁波进行数据采集处理，采用面向对象的编程语言VC++，结合OpenGL实现场强云图的二维显示。文中基于抛物面天线反射理论，以及天线实际形变与理想形变的差异，确立了反射面误差的分析方法;以EMC和电磁场电磁波理论为基础对充气展开天线的形面精度进行分析研究，获得不同形变形面电磁数据的可视化云图;对比相应的建模模型，分析天线的形面变化，从而判断天线充气后是否达到要求的理想形变，为充气展开天线的结构设计优化和充气压力控制提供参考依据，具有一定的创新性。

关键词：充气天线 EMC 可视化形面精度

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网状可展天线反射面形面精度分析

网状可展天线反射面形面精度分析

作者：王勇帆哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

空间可展天线主要分为三种，固面可展天线、充气硬化可展天线、网状可展天线。其中网状可展天线有质量轻、尺寸大、收纳率高等特点，是目前研究的热点可展天线结构形式。索网结构多用于网状可展天线的反射面，可展天线处于收缩状态时由... 详细信息

空间可展天线主要分为三种，固面可展天线、充气硬化可展天线、网状可展天线。其中网状可展天线有质量轻、尺寸大、收纳率高等特点，是目前研究的热点可展天线结构形式。索网结构多用于网状可展天线的反射面，可展天线处于收缩状态时由于索网的高柔性，反射面可以很好的收缩在一起;在可展天线处于工作展开状态时通过施加预应力的方法使索网结构具有一定刚度，保持稳定的抛物面形状。周边桁架式可展天线是网状可展天线的一种，其结构简单、质量轻、天线口径的设计范围广，是一种理想的网状可展天线形式。本文首先对该类天线的周边外桁架进行了结构设计与刚度分析。接着从结构的平衡矩阵法出发，利用优化设计的方法建立了索网结构的预应力模型，并研究了索网结构的找形分析。提出基于有限元思想的节点位移法，对反射面的形面精度进行了分析。卫星天线的工作环境恶劣，为了分析结构的局部失稳情况，提出了基于动力松弛法的索网结构失稳分析法，并对四种典型结构进行了失稳分析。最后，制作了试验模型对本文所得的结论进行了验证。周边桁架式可展天线的周边桁架结构是天线正常工作的基础支撑，因此首先对该类可展天线的周边外桁架结构进行研究。分析了其展开原理，探索结构展开过程中可靠的驱动方式。并通过优化设计的方法确定了外桁架四边形单元的个数。对周边外桁架的刚度情况进行了分析。周边桁架式可展天线的反射面采用索网结构。柔性高是索网结构的一个显著特点，索网结构本身的形状是不稳定的，也无法承受载荷，只有在索段中加载预应力才能使得结构处于稳定状态。因此，预应力的分布是索网结构找形的一个重要问题。本文应用平衡矩阵法，提出了索网结构预应力模型建立的一般流程，并且对四种典型可展天线索网结构的预应力分布情况进行了求解与分析。同时，对四类典型索网结构的形面精度与刚度进行了分析，提出了改善无环辐射状索网刚度的方法。天线在深空中运行时工作环境较为恶劣，为了分析在出现局部失效情况下索网结构的稳定性，本文以动力松弛法为基础，对四种典型索网结构的局部节点失稳情况进行了分析。通过分析结果对索网结构进行了改进，并得到了结构失稳后的节点运动情况与新的预应力分布情况。为了验证理论研究的准确性，制作了两种索网结构的物理模型。对试验模型的预应力进行了测量，并进行了局部结构失效试验。试验结果表明，通过理论计算而得到的预应力分布与索网的失稳分析结果是正确的。

关键词：可展天线形面精度索网结构动力松弛法

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在普通凸轮轴磨床上提高加工凸轮形面精度

制造技术与机床 1994年第12期 15-16,39页

作者：丁邦宁昆明市凸轮轴厂

阐述了普通凸轮轴磨床提高加工凸轮形面精度的方法，介绍了凸轮靠模的制作及凸轮磨床使用中应注意的几个技术问题。

关键词：凸轮磨削靠模形面精度磨床