薄膜反射面天线的形态分析及裁剪拼接研究

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1、濟奴？離４圍硕士学位论文＿參圓薄膜反射面天线的形态分析及裁剪拼接研究作者姓名欢学校导师姓名、职称杜敬利教授ｓｚ｜申请学位类别工学硕士｜圓西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含一为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与

2、我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一切法律责任学位论文若有不实之处，本人承担。王°欢）：日期：１本人签名西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文、的复印件，允许查阅借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论

3、文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。本人签名：ｉ欢导师签名：日期：破曰期：学校代码10701学号1504121872分类号V414密级公开西安电子科技大学硕士学位论文薄膜反射面天线的形态分析及裁剪拼接研究作者姓名：王欢一级学科：机械工程二级学科：机械电子工程学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：杜敬利教授学院：机电工程学院提交日期：2018年6月SurfaceandStressAnalysisandSplicingAnalysisforMembraneReflectorA

4、ntennaAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinMechanicalEngineeringByWangHuanSupervisor:DuJingLiTitle:ProfessorJune2018摘要摘要薄膜反射面是近年来逐渐发展起来的一种新型反射面，它是在柔性薄膜表面镀上一层金属材料，从而实现反射电磁波的目的。由于薄膜反射面具有低面密度、高精度和高强度的优点，越来越受

5、到研发者的青睐。薄膜反射面可应用于太空可展开天线中，由于薄膜反射面天线具有轻质量、高精度和大口径的优点，受到世界各国的高度重视。为突破薄膜反射面天线的一些关键技术，本文对薄膜反射面形态分析以及裁剪拼接理论进行了研究，具体内容和成果如下：1.针对薄膜反射面天线大口径、轻质量和高精度的设计要求，重点研究薄膜反射面工作状况下的形态分析问题。首先，基于薄膜结构非线性有限元基本原理，编制薄膜结构形态分析程序。然后利用所编程序对负高斯曲率滑移面和旋转面进行找形分析，验证程序的可行性。最后基于薄膜无力矩理论，对工作态的薄膜反射面

6、形态进行分析。2.针对采用裁剪拼接法制作的空间不可展开薄膜反射面，重点研究空间薄膜反射面的展平和拼接分析。首先，基于两种非线性有限元程序对0.55米口径的空间薄膜反射面进行展平分析，得到展平的条状平面膜片，验证两种展平算法的稳定、高效性。然后，制作由12片薄膜裁剪片拼接而成的薄膜反射面。最后，对平面裁剪片进行拼接分析，得出裁剪片数目与薄膜反射面形面精度的关系。3.针对薄膜反射面的不同固定形式，建立周边全固定式和裙边固定式薄膜反射面模型，并对其进行形面优化。首先，基于电极优化模型，应用开发的有限元分析程序，对周边全固

7、定式的薄膜反射面进行形面优化，调节电极电压数值，得到具有较高精度的薄膜反射面。然后，基于索膜结构非线性有限元原理，编制索膜结构分析程序，利用所编程序对一鞍形索膜结构进行载荷分析，验证程序的可行性。最后，基于电极优化模型，利用开发的索膜结构分析程序，对裙边固定式的薄膜反射面进行形面优化，得到应力分布较为均匀的薄膜反射面。关键词：薄膜反射面，非线性有限元，形态分析，展平分析，裁剪拼接，形面优化IABSTRACTABSTRACTRecently,membranereflectorisoneofthenewtyperefl

8、ector,itisalayerofaluminummaterialonthesurfaceoftheflexiblefilm,thenthemembranereflectorcanreflectelectromagneticwavesinthespace.Duetothelowsurfacedensity,highsurfaceaccuracyandhig