网状可展开天线的初始形态设计研究

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1、10701学号1104121885代号VM414密级公开分类号题（中、英文）目网状可展开天线的初始形态设计研究ResearchonInitialEquilibriumDesignofCablenetDeployableAntenna段宝岩教授作者姓名马亚静指导教师姓名、职务杨东武副教授学科门类工学学科、专业机械电子工程提交论文日期二○一四年一月西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性)声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究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

2、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。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期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：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍

3、然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。本人签名：日期导师签名：日期摘要摘要网状可展开天线具有大口径、高精度、轻质量等特点，在航天领域得到广泛应用，是空间可展开天线的主要结构形式之一。网状可展开天线从结构上划分，属于典型的索膜梁组合结构。本文对网状可展开天线索膜梁组合结构的初始形态设计问题进行系统而深入的研究，具体工

4、作如下：1.研究索网反射面纯索膜结构的初始形态设计方法。先基于反射薄膜的等应力假设，建立了膜结构的力密度平衡方程，进而导出了索膜结构的力密度平衡方程；在此基础上，提出了一种索网反射面索网等张力、薄膜等应力的初始形态设计方法；最后将方法分别应用于旋转和偏置抛物反射面天线，均取得了满意结果。2.针对索梁组合结构，提出了一种新的初始形态设计方法：通过优化索网放样长度来提高索网反射面的形面精度与索网张力均匀性。建立了以索放样长度为设计变量、反射面精度为目标、强度为约束的优化模型，为了避免索网松弛问题，特引入

5、索网应变约束。该优化模型具有高度非线性，为方便求解，将其转化为一序列二次规划问题，通过几个索梁组合结构算例验证了方法的有效性。3.完善了综合平台中的“形态设计”模块，包括网状可展开天线参数化有限元模型的建立及网状天线初始形态设计，详细介绍了平台的界面、功能，并通过算例验证了平台功能。关键词：网状天线索膜梁结构初始形态设计优化模型网状可展开天线的初始形态设计研究AbstractAbstractThedeployablecable-netreflectorantenna,whichisanimporta

6、ntspacebornestructuretype,hasbeenwidelyuseinthefieldofaerospacebecauseofthecharacterofhighprecision,lightweightandothercharacteristics.Thedeployablecable-netreflectorantennaisatypicalcable-membrane-beamstructure.Theresearchworkofthisdissertationarebase

7、dontheResearchentitledby“SynthesisDesignPlatformofDeployableAntennas”.Theinitialequilibriumstateofcablenetantennaswerestudied,themainworkscandescribedasfollow:1.Theinitialequilibriumdesignmethodforcable-membranereflectorfordeployableantennaisdiscussedw

8、ithoutconsideringtheflexiblilityofsupportingstructure.Equilibriumequationformembranestructureisfirstlyderivedundertheassumptionofisotropicstress.Theequilibriumequationforcable-membranestructurefollows.Onthatbasis,amethodtoensuretheequiv