基于相似理論的環(huán)形桁架天線振動(dòng)相似性研究.pdf

1、衛(wèi)星星載天線結(jié)構(gòu)是衛(wèi)星系統(tǒng)中重要的組成部分，是執(zhí)行衛(wèi)星工作任務(wù)、保證衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸、信息通訊以及獲取高分辨率圖像的重要工作平臺(tái)。星載天線結(jié)構(gòu)在工作過程中長(zhǎng)時(shí)間受到外界及自身載荷作用，這些載荷會(huì)直接或間接對(duì)星載天線結(jié)構(gòu)造成破壞，最終導(dǎo)致衛(wèi)星無法繼續(xù)正常工作。而星載天線結(jié)構(gòu)尺寸龐大，地面試驗(yàn)受到場(chǎng)地、試驗(yàn)設(shè)備等因素限制，無法正常開展。因此，對(duì)星載天線結(jié)構(gòu)進(jìn)行縮比模型試驗(yàn)，預(yù)測(cè)天線原型結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性尤為重要。
　　本文從相似理論出發(fā)，對(duì)于等

2、比縮比簡(jiǎn)單形式下的環(huán)形桁架天線結(jié)構(gòu)采用量綱分析方法、對(duì)于非等比縮比環(huán)形桁架天線結(jié)構(gòu)采用分段相似方法，通過縮比模型模態(tài)及響應(yīng)量預(yù)測(cè)原型結(jié)構(gòu)的模態(tài)及響應(yīng)量。采用量綱分析方法，分別推導(dǎo)了簡(jiǎn)單形式環(huán)形桁架天線全尺寸縮比模型在滿足重力準(zhǔn)則和忽略重力準(zhǔn)則下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)相似準(zhǔn)則。采用虛擬質(zhì)量法，推導(dǎo)了既滿足重力準(zhǔn)則，同時(shí)滿足材料屬性縮比要求下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)相似關(guān)系。通過有限元仿真驗(yàn)證了全尺寸縮比情況下的環(huán)形桁架天線模態(tài)及頻響相似關(guān)系的正確性。利用相似理

3、論中的經(jīng)驗(yàn)公式方法，推導(dǎo)了環(huán)形桁架天線結(jié)構(gòu)基頻與各物理參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)公式，并驗(yàn)證了公式的可行性。對(duì)于非等比縮比狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，提出一種分段相似方法，用以對(duì)原型結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過有限元仿真驗(yàn)證了采用分段相似方法預(yù)測(cè)環(huán)形桁架天線原型結(jié)構(gòu)響應(yīng)的可行性。對(duì)環(huán)形桁架天線縮比模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)試驗(yàn)分析，將試驗(yàn)得到的環(huán)形桁架天線縮比模型模態(tài)信息與有限元仿真所得結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證模態(tài)的相似性，進(jìn)而說明采用相似理論通過試驗(yàn)預(yù)測(cè)原型結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的可