基于預(yù)緊力控制的拋物面雷達(dá)骨架變形理論與仿真研究.pdf

1、天線作為雷達(dá)的重要組成部分，在自重和外載荷的作用下，其支撐骨架會發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，因而影響到天線陣面的平面度，進(jìn)而直接影響到天線的工作性能。本文研究的雷達(dá)天線結(jié)構(gòu)屬于全自動展開/折疊系列，各模塊分別在各自的四桿機(jī)構(gòu)的作用下實(shí)現(xiàn)展開/撤收，在傳感器的作用下實(shí)現(xiàn)定位，在定位銷/孔、定位爪的作用下實(shí)現(xiàn)限位，繼續(xù)驅(qū)動絲桿螺母運(yùn)動產(chǎn)生預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)天線結(jié)構(gòu)的鎖緊。預(yù)緊力的作用是保證天線在展開時天線骨架結(jié)構(gòu)在驅(qū)動力作用下?lián)碛幸欢▌偠龋瑫r天線在工作時陣面的

2、變形在精度要求范圍內(nèi)。
　　論文以某企業(yè)技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目為支撐，以有限元分析和多體動力學(xué)理論為基礎(chǔ)。從結(jié)構(gòu)優(yōu)化的角度，對某型雷達(dá)天線骨架展開機(jī)構(gòu)進(jìn)行動力學(xué)數(shù)學(xué)建模、有限元仿真分析和多體動力學(xué)仿真分析；研究雷達(dá)天線骨架預(yù)緊力以及定位爪的布局位置與骨架變形之間關(guān)系，以保證天線陣面工作精度及定位裝置受力達(dá)到最佳狀態(tài)。論文主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）在分析雷達(dá)骨架自動展開與折疊驅(qū)動機(jī)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行運(yùn)動分析；分析預(yù)緊力產(chǎn)生的原

3、因以及作用機(jī)理；構(gòu)建天線骨架展開機(jī)構(gòu)動力學(xué)模型，找到影響骨架變形關(guān)鍵因素；利用Pro/E軟件構(gòu)建雷達(dá)天線骨架三維模型。
　?。?）在 ADAMS仿真軟件中考慮柔性件的影響，將在有限元軟件 ANSYS中單獨(dú)對絲桿所建模型，生成模態(tài)中性文件導(dǎo)入 ADAMS中替換原來的剛體，生成剛?cè)狁詈夏Ｐ汀?br>　　（3）利用ADAMS對所建立的剛?cè)狁詈夏Ｐ瓦M(jìn)行仿真，以得到雷達(dá)骨架在展開過程中驅(qū)動機(jī)構(gòu)的受力曲線；對定位爪進(jìn)行參數(shù)化建模，通過仿真得到

4、相應(yīng)的定位裝置受力變化情況。
　?。?）利用 ANSYS動力學(xué)仿真模塊，依據(jù)展開原理和預(yù)緊原理施加不同載荷，得到預(yù)緊力與天線骨架變形之間的關(guān)系；以模擬不同級別的風(fēng)速的載荷步形式加入風(fēng)載，通過有限元分析，得到預(yù)緊后的骨架抗風(fēng)載情況。
　　本文的研究工作驗(yàn)證了某型雷達(dá)骨架定位爪布局的合理性；研究了雷達(dá)天線骨架預(yù)緊力以及定位爪的布局位置對雷達(dá)骨架變形的影響；從結(jié)構(gòu)優(yōu)化和預(yù)緊力大小的控制這兩個方面出發(fā)，研究了天線在工作狀態(tài)下的陣面精