空间充气展开天线支撑结构的模态分析

《空间充气展开天线支撑结构的模态分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com第37卷第11期哈尔滨工业大学学报V01．37N0．112005年11月JOURNALOFHARBININSTITUTE0FTECHNOLOGYNov．2o05空间充气展开天线支撑结构的模态分析苗常青。，李学涛，马浩(1．天津大学材料科学与工程学院，天津300072，E-mail：miaocq@hit．edu．cn；2．青岛理工大学数理与信息_丁程系，山东青岛266033；3．哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所，黑龙江哈尔滨150080)摘要：利用ANSYS对充

2、气展开天线支撑结构进行了模态分析，单元模型采用ANSYS提供的四边形四节点壳单元，利用BlockLanczos方法(兰索斯法)分析了结构的固有频率和相应的振型，并进一步研究了结构尺寸参数对结构模态的影响，给出了结构固有频率随结构尺寸参数的变化曲线．分析结果表明，结构的尺寸参数对支撑结构的模态有着重萼的影响．关键词：充气展开天线；模态分析；有限元；动力学中图分类号：TB122文献标识码：A文章编号：0367—6234(2005)11—1589—03Modalanalysisofsupportstructureo

3、fspaceinflatableantennaMIAOChang—qing’，LIXue—tao。．MAHao(1．SchoolofMaterialScienceandEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China．E-mail：miaocq@hit．edu．cn；2．Dept．ofMathematicHPhysicsandInformationScience，QingdaoTechnologicalUniversity，Qingdao266033，Chin

4、a；3．ResearchInstituteofCompositeMatm‘ialsandStructure，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150080，China)Abstract：Modalanalysisofana．tennasupportstructureiscarriedoutwiththeANSYSprogram．Four—nod—alquadrangularshellelementsandtheBlockLanczosmethodareusedtoanalyz

5、enaturalfrequenciesandcor一

6、．espondingmodesofthestructure．Furthermore，theeffectsofstructuraldimensionparametersonthemodesareinvestigatedasshownincurvesofstructuralnaturalfrequencieswithdimensionparameters．Theresultsshowthatstructuraldimensionparametersgreatl

7、yaffectthemodesofanantennasupportstructure．Keywords：inflatableantenna；modalanalysis；finiteelement；dynamics空间充气展开天线以柔性复合材料薄膜构的低阶频率．Main等使用欧拉一贝努利梁理论造，经过折叠包装并发射至空间预定轨道，然后通来分析充气梁的动力性能．Park等利用智能材过充气展开并且刚化，从而形成大型空间结构．与料对充气展开天线结构中的支撑环进行了振动测传统空间天线相比，大型空间充气展开天线具有试，得

8、到支撑环的固有频率和振型，试验结果和有发射体积小、重量轻、可折叠包装、发射费用低等限元分析结果得到了很好地吻合J．优点，因此成为目前空间天线中的研究热点¨．上述研究存在几点不足之处：通常将薄壁充气管作为梁进行分析；只对部分结构进行研究；实空间充气展开天线运行过程中有时要进行姿态调验研究中的天线结构尺寸较小，不能充分反映大整和轨道改变，会引起各种动力学问题，因此有必型天线的动力学特性．要对充气展开天线的动力学特性进行研究．本文主要对大尺寸空间充气展开天线支撑结目前，对于充气展开天线的动力学研究，主要构进行了模态

9、分析．利用有限元软件ANSYS，建集中在对充气展开天线整体的模态分析和实验测立了充气展开天线支撑结构的有限元模型，利用试以及对充气管在动力作用下屈曲分析．Leonard壳单元对支撑结构进行了模态分析，给出支撑结指出，可以利用弹性梁的弯曲模态来近似充气梁构的固有频率和振型，并通过改变结构尺寸参数收稿日期：2004—10—26．来分析结构尺寸的影响．分析结果为进一步结构作者简介：苗常青(1972一)，男