基于ansys的某雷达天线cae分析

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1、电子机械工程2007年第23卷第3期Electro一MechanicalEngineering2(K)7.Vol.23No.3基于ANSYS的某雷达天线CAE分析’黄天成，周思柱，袁新梅(长江大学机械工程学院，湖北434023)摘要:充分考虑了雷达天线安装、使用中的实际情况，兼顾杆件受力、变形情况和总体尺寸、重量等因素，建立了雷达天线的有限元模型，并采用有限元方法，对改进前后的雷达天线结构的应力、位移进行了分析计算，为雷达天线的改进设计提供了依据。关键词:雷达天线;有限元分析;风载;模型中图分类号:TN957.2;0241.82文献标识码:A文章编号:1008一5300(20

2、07)03一0038一03CAEAnalysisoftheRadarAntennaBasedonANSYSHUANGTian一cheng，ZHOUSi一zhu，YUANXin一meiMechanicalE嗒ineeri咭COll已geya鳍伽Un俪rsity，Hubei434023，China)Abstract:Thefiniteelementmodeloftheradarantennawasbuilt，basedonthepracticeproblemsinthein-stallationandusingoftheradarantenna，andsomefactorssuc

3、hastheforceappliedontheantennacompo-nents，distortion，overallsizeandweight.UsingFEMmethod，thestressanddistortionofimprovementradarantennastmcturewerecomparedwiththeoriginones.ItprovidedreferenceforimprovingthedesignofradarallteIJllla.Keywords:radarantenna;finiteelementa五alysis;windload;model

4、0引言1雷达天线的有限元分析雷达主要由天线、发射机、接收机、信号处理机和文中研究的雷达天线由主塔、横臂、框架和斜拉杆终端设备等组成。雷达天线作为雷达系统的一个重要等部分组成(见图1)，塔体的底部4个支脚与转盘相组成部分，它支撑着振子、电器等部件，而且雷达天线连，从而带动整个天线转动。同时，为了满足雷达天线在工作时承受重力、风载、惯性载荷等，其性能的好坏电性能的要求，还需在雷达天线侧臂和框架的不同层直接影响着雷达系统的工作情况川。面上安装振子和功分器，以及在雷达天线的顶部安装雷达天线作为辐射和接收雷达电磁波的主体，要一个询问机。求其在恶劣环境下也能保证安全工作并满足天线精度根据

5、天线工作状态不同和气候情况，特针对以下指标要求;所以雷达天线要求刚度大、强度高且质量三种典型工况进行有限元分析:1)风速。=35而5时，轻。过去通常采用传统设计分析手段来完成雷达天线天线转速n=0;2)风速刃二20而5时，天线与地面夹的设计，比如按规范设计、实验方法和经验方法等设计角为0“(天线处于倒架状态时，主塔没有起到支撑作方法，这样设计出来的天线往往结构比较庞大而且可用);3)风速公=25耐5时，天线转速n=6r/min。为靠性较差扛’}。了保证天线能正常工作，在上述三种工况下，天线受到近年来，计算机辅助技术发展及推广应用，对提高的最大应力要小于材料的许用应力。雷达天线

6、的设计水平起到一定的推动作用。应用AN-1.1有限元模型的简化SYS软件对某雷达天线改进前后的结构进行对比分由于雷达天线是一个机电结合为一体的装置，结析，为雷达天线的改进设计提供了依据。构较复杂，为了更好地分析雷达天线各部分受力及位移情况，需对其有限元模型进行一些合理的简化:收稿日期:2《X场一12一21第3期黄天成，等:基于ANSYS的某雷达天线CAE分析1.把天线各塔和框架之间的焊接处简化成节点丝杆的长短变化可以达到升降的目的。连接，且假设各节点间的连接为刚性的;2.把每个振子和功分器分别简化为等效集中质量作用在天线侧臂和框架的腹杆上;3.把询问机简化为两个等效集中质量作

7、用在天线的顶部，将它可能受到的最大的风载荷分解为等效的力和力矩作用在天线的顶部;4.在分析天线倒架工况时，把升降系统的板和支座简化为较大直径的杆连接在主塔上。斜拉杆图2天线倒架工况下的约束情况1.4结果分析表1给出了改进前天线分别在三种工况下的最大拉应力、最大压应力以及最大位移。根据有限元分析可以发现上述三种工况下所受的最大拉应力一般都出现在框架与二塔连接处迎风面上、一塔二塔的连接处迎风面上以及一塔二塔上的一部分杆件的迎风面上;所受的最大压应力一般都出现在一塔的根部、框架一与二塔连接处背风面七以及一图1