基于ANSYS的一种天线支撑机构的优化方法.pdf

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1、应用与试验2014年第6期(第27卷，总第134期)·杌械研究与应用·基于ANSYS的一种天线支撑机构的优化方法宋云飞，秦文科，李婧铱(航天天绘科技有限公司西安分公司，陕西西安710000)摘要：分析了天线支撑机构的工况，通过对水平框架梁、升降框架梁的模型简化，将主要承重件的截面参数作为优化对象，旨在通过截面参数的优化达到结构安全、减重的目的。通过对新模型加载结果和原模型加载结果的分析比对，证明了该种优化方法的有效性，可为后续类似的工程分析提供借鉴。关键词：工况介绍；截面参数优化；模拟加载分析中图分类号：THI22

2、文献标志码：A文章编号：1007—4414(2014)06—0110—03OptimizationMethodofAntennaSupportStructureBasedonANSYSSONGYun-fei，QINWen-ke，LIJing-yi(xi"anBranchofAerorsInc．，Xi"anShaanxi710100，China)Abstract：Inthispaper，theoperatingconditionofantennasupportstructureisanalyzed．Basedonth

3、esimplifiedmodelsoflevelframebeamandliftframebeam，thesectionparametersofthemainsupportingpartsareusedastheoptimizationobject，aimingatthepurposeofstructuralsafetyandlighterweightthoughthesectionparameteroptimization．Afteranalyzingandcomparingtheloadingresultsof

4、thenewmodelandthe0riginalmodel，thevalidityofthisoptimizationmethodisproved，anditcanprovidereferenceforthesimilarengineeringquestions．Keywords：conditionintroduction；sectionparameteroptimization；loadsimulationanalysisO引言行分析。在水平框架梁和升降框架梁结构中，其结构随着卫星通讯发展的需要，大型地面通讯站

5、建设连接形式主要由型钢拼焊而成，从而将该型钢的结构也得到了相应的发展，笔者就某地面站一种天线支撑参数，作为优化的关键参数。机构的减重设计进行分析研究。天线在工作过程中受到恒定载荷和随机载荷的作用，主要有自重载荷、风载荷、雪载荷等¨J。上述载荷为整个支撑机构的作用载荷，传递到支撑机构上。对于支撑机构的轻量化研究及分析，经历了尺寸优化、形状优化拓扑优化三个发展历程。笔者结合有限元的思想，应用AN—SYS分析软件对主要结构采用拓扑优化的方法，将结构的截面参数作为主要对象进行优化分析研究。图1支撑机构模型图1工况介绍如图1

6、所示，该地面站支撑机构主要由水平框架2结构力学分析梁、升降框架梁、水平定心装置，升降定心装置，滚轮、2．1模型简化滚轮支座、水平缸及升降缸等部分组成。在初步设计该支撑机构为型钢通过螺栓连接后拼焊而成，在过程中，其安全裕度较大，经过长期运行欲对该部分焊接过程中均采用满焊，期间的连接板在装配完成后结构进行减重设计。同样采用满焊的方式进行连接。焊后采用了退火，机其具体受力状况为：水平框架梁、升降框架梁、水加等处理方式有效降低了产生的残余应力。在施工平缸、升降缸均为结构中的主要承力部件。其中，平过程中要求焊接和螺栓连接质量

7、高，加之在焊接部位移梁上端有40个承力点，每个承力点工况要求2500有增强肋板作用，接近于整体框架的力学性能，因此，升降液压缸额定推拉力为329．38kN，水平液压本模型在建立过程中简化了焊缝。缸额定推拉力为256kN。在该结构中关于肋板的处理。本结构主要承受通过上述工况介绍，对该支撑机构进行减重，应竖直方向载荷，水平方向肋板相对于竖直方向较小，将水平框架梁和升降框架梁作为其中的关键部件进收稿日期：2o14一lO一23作者简介：宋云飞(1989一)，男，陕西渭南人，助理工程师，研究方向：天线机械结构设计。·l10·

8、·机械研究与应用·2014年第6期(第27卷，总第134期)应用与试验为简化模型将其省略，只考虑竖直方向承力的肋板。构的安全裕度过大；在升降框架梁中，承力的关键部本结构中关于定心装置的处理。该结构仅承受位可能出现失稳。故考虑为主要优化对象。竖直方向的载荷，水平框架梁和升降框架梁工作时水在进行优化过程中对这两部分中的主要结构平方向不受力，故在模型处理过程中省略