基于i舢inatetools的机载天线罩力学仿真和优化设计'

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1、万方数据第30卷第4期2014年8月电子机械工程Electro-MechanicalEngineeringV01．30．No．4Aug．2014基于I舢inateTools的机载天线罩力学仿真和优化设计‘费莲，吴敬凯，孙明琦，梁震涛(南京电子技术研究所，江苏南京210039)摘要：由于优异的物理力学性能和可设计性，复合材料在雷达天线罩中得到了广泛应用。文中基于LaminateTools软件对某机载雷达天线罩的复合材料结构进行了有限元建模、力学仿真及可视化检查，并结合初步分析结果对结构进行了减重优化，探讨了复合材料结构设计、分析、制造一体化的可行性。结果表明，结合通用软件Patran／Nas

2、tran，可方便地实现复合材料铺层、三维和褶皱显示、力学计算、失效分析及展平图输出等一系列功能，为复合材料的一体化设计提供了流程参考。关键词：天线罩；复合材料；力学仿真；可视化中图分类号：TB33文献标识码：A文章编号：1008—5300(2014)04—0061—04MechanicalSimulationandOptimizationDesignofAirborneAntennaRadomeBasedonLaminateToolsFEILian，WrUJing·kai，SUNMhlg·qi，LIANGZhen-tao(NanjingResearchInstituteofElectron

3、icsTechnology，Nanjing210039，China)Abstract：Duetotheexcellentphysicalandmechanicalpropertiesanddesignability，compositeshavebeenwidelyusedintheradarradome．Inordertostudytheintegrationfeasibilityofstructuredesign，analysisandmanufacturingforcomposites，inthispaperthefiniteelementmodeling，mechanicalsimu

4、lationandvisualiza—tioncheckofthecompositestructureofallairborneradarradomearecarriedoutbyvirtueofthesoftwareLami—hateTools．Thestructureisoptimizedtoreducetheweightbasedontheinitialresults．TheresultsshowthatcombiningwiththecommonsoftwarePatran／Nastran，aseriesoffunctionscanberealizedsuchasthelayupo

5、fcomposites，3Dandwrinklesdisplay，mechanicalcalculation，failureanalysisandoutputoflayerfigures，etc．Itprovidesareferenceflowforintegrationdesignofthecompositematerial．Keywords：antennaradome；compositematerial；mechanicalsimulation；visualization引言天线罩安装在天线外面，使天线不因风沙雨雪等恶劣环境和外部碰撞冲击而受到损害，同时天线罩还要对电磁波保持透明，以提

6、升雷达的环境适应性和使用寿命。因此，对天线罩的设计要求就很高：首先，天线罩不得影响天线发射和接收电磁波以满足电性能的要求；其次，机载天线罩要承担气动力，耐受冰雹及飞鸟等的冲击，要有足够的刚度和强度¨。1。因此，在天线罩的设计过程中，对其进行力学仿真和结构优化具有重要的意义，能大大缩短研制周期，节约设计生产成本。天线罩一般选用透波性能好的复合材料进行设计。+收稿日期：2014—05—28与传统金属结构不同，复合材料铺层的纤维方向、覆盖范围、引起皱褶的区域、铺层顺序、初始铺设点等因素会明显影响复合材料结构力学性能，同时，这些也是工艺制造必须要考虑的重要因素，在结构设计、分析、制造一体化中要予以

7、综合考虑。也就是说，在将复合材料结构委托给车间进行加工制造之前，很有必要对复合材料的铺层工艺、结构力学性能预先进行模拟仿真、验证和优化，并输出满足精确加工需要的铺层信息。本文基于商业软件LaminateTools对某机载雷达天线罩的复合材料结构进行了铺层设计、力学分析和失效检查，探讨了设计、分析、制造一体化的可行性。首先，在可视化环境里逐步实现铺层方案，通过铺层褶一61—万方数据·计算机应用技术·电子机械工程2014年8