剪刀式径向可展开天线索网结构设计与分析

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文剪刀式径向可展开天线索网结构设计与分析硕士研究生：伍承旭指导教师：罗阿妮副教授学科、专业：机械工程论文主审人：刘贺平副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文剪刀式径向可展开天线索网结构设计与分析硕士研究生：伍承旭指导教师：罗阿妮副教授学位级别：工学硕士学科、专业：机械工程所在单位：机电工程学院论文提交日期：2018年1月9日论文答辩日期：2018年3月10日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertation

2、fortheDegreeofM.EngDesignandanalysisofcablenetstructureforscissorsradialdeployableantennaCandidate:WuChengxuSupervisor:Prof.LuoAniAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechanicalEngineeringDateofSubmission:January9,2018DateofOralExamination:March10,2018U

3、niversity:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在

4、校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要卫

5、星天线是用于航天通信的重要设备之一，随着人类深空探测领域的进程不断加快，对于卫星天线的频率、精度等性能要求也越来越高，就需要卫星天线必须朝着大口径、轻量化、高精度的方向发展，而相对于传统的固面天线而言，由于网状可展天线大多数构件为柔性拉索，因此它能够在整体质量保持轻量化的状态下，实现大口径的设计目标以及高精度的设计要求。基于网状可展天线的这些优势，使得它成为目前空间可展天线的主要研究热点，具有十分广阔的发展潜力。本文在网状可展天线展开机构设计完成的基础上，将索网结构作为研究对象，进行了卫星天线的索网结构设计与结构参数的确定、结构稳定性

6、分析、索网预应力优化分析、动力学分析、形面精度调整方法研究、索网结构样机加工与实验等工作，具体包括以下部分：通过阐述抛物面天线的类别、正馈与偏馈的区别、四种网格划分形式优缺点，初步介绍了本文索网结构的初步形式。再结合展开机构的特点，提出了多种索网结构的布置方案，并通过分析对比结构内部受力均匀性、简化程度、结构刚度、质量等，确定了最优的索网布置方案以及相应的结构参数。进行了索网结构的数学模型建模方法研究，阐述了节点矩阵、构件向量矩阵的构建方法，并利用Matlab编程的方法进行了数学模型的构建。此外，根据索网结构内部拉索单元的受力情况以及

7、拉索只受拉的特点，进行了结构的静力平衡分析，并建立索网结构平衡矩阵，结合平衡矩阵的稳定性判别方法，确定了索网结构的稳定性。在平衡矩阵的基础上，采用遗传优化算法，进行了索网结构拉索预应力优化分析。通过Matlab编程，构建了索网结构的有限元分析模型。在考虑支撑索网的拉索布置对结构基频的影响过程中，确定了最优的支撑索网布置方法。考虑到受调节拉索对支撑索的轴向变形影响，确定了支撑索预应力的合理施加值。分析了预应力、构件尺寸、材料性能对索网结构基频的影响，找到了有效的结构基频改善方法。并在此基础上，进行了振型分析，验证了索网结构设计的可靠性。

8、通过对形面调整方法的研究，拟定了对索网结构样机的调整步骤，并利用Matlab编程模拟调整计算，验证了该方法的有效性与可行性。在索网结构的样机搭建过程中，采用了先支撑索、其次抛物面索、后调节索的装配流程，使得索网样机能够顺