充气展开反射面天线动态特性试验研究

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1、第２３卷第４期载人航天Ｖｏｌ．２３Ｎｏ．４２０１７年８月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＡｕｇ．２０１７充气展开反射面天线动态特性试验研究１，２１∗１余建新，谭惠丰，卫剑征（１．哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所，哈尔滨１５００８０；２．哈尔滨工业大学分析测试中心，哈尔滨１５０００１）摘要：充气展开反射面天线的结构动力学参数，可用于预测天线在外界激励下的动态响应、调整空中姿态和振动主动控制等。采用试验模态方法对反射面天线进行试验研究，分析了充气展开后反射面天线在地面环境下的动态特性参数。通过增大力锤锤头面积和提高激励点局部刚度来激发柔性

2、天线结构全局振动，分组移动和对称分布加速度传感器来减小测试系统的附加质量影响。结果表明：天线在充气环内压力１５ｋＰａ时的整体弯曲振动基频为２.８６Ｈｚ，同时获得天线整体振动的前三阶固有频率、模态阻尼比和模态振型等参数，测试结果可为有限元模型验证和在轨动态响应预报提供基础。关键词：充气展开结构；反射面天线；动态特性；模态参数中图分类号：Ｖ４１６文献标识码：Ａ文章编号：１６７４-５８２５（２０１７）０４-０５０６-０６ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＤｙｎａｍｉｃＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＩｎｆｌａｔａｂｌｅＤｅｐｌｏｙａｂｌｅＲｅｆｌｅ

3、ｃｔｏｒＡｎｔｅｎｎａ１，２１∗１ＹＵＪｉａｎｘｉｎ，ＴＡＮＨｕｉｆｅｎｇ，ＷＥＩＪｉａｎｚｈｅｎｇ（１．ＣｅｎｔｅｒｏｆＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００８０，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｅｎｔｅｒｏｆＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｙｎａｍｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｉｎｆｌａｔａｂ

4、ｌｅｄｅｐｌｏｙａｂｌｅｒｅｆｌｅｃｔｏｒａｎｔｅｎｎａａｒｅｕｓｅｆｕｌｉｎｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｉｔｓｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｎｄｅｒｅｘｔｅｒｎａｌｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ，ａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｓｐａｃｅａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｐｏｓｉｔｉｖｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎ，ｅｔｃ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｏｄａｌｍｅｔｈｏｄｗａｓｅｍ-ｐｌｏｙｅｄｆｏｒｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｉｎｆｌ

5、ａｔａｂｌｅｄｅｐｌｏｙａｂｌｅｒｅｆｌｅｃ-ｔｏｒａｎｔｅｎｎａｕｎｄｅｒｔｈｅｇｒｏｕｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗｅｒｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ．Ｇｌｏｂａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｗａｓｅｘｃｉｔｅｄｂｙｅｎｌａｒｇｉｎｇｔｈｅｈａｍｍｅｒｃｏｎｔａｃｔａｒｅａａｎｄｔｈｅｓｔｉｆｆｅｎｉｎｇｌｏｃａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓ，ｗｈｉｌｅｔｈｅａｄｄｉｎｇｍａｓｓｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｗａｓｍｉｎｉｍｉｚｅｄｂｙｍｏｖｉｎｇｔｈｅａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｓｇｒｏｕｐｂｙｇｒｏｕｐａｎｄｂｙｐｌａｃｉｎｇｔｈｅｓｅｎｓｏｒｓｏｎ

6、ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔ，ｗｉｔｈｔｈｅ１５ｋＰａｉｎｎｅｒｇａｓｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｔｈｅｉｎ-ｆｌａｔａｂｌｅｔｏｒｕｓ，ｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｂｅｎｄｉｎｇｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｗａｓ２.８６Ｈｚ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｎａｔｕｒａｌｆｒｅ-ｑｕｅｎｃｉｅｓ，ｔｈｅｍｏｄａｌｄａｍｐｉｎｇａｎｄｔｈｅｍｏｄｅｓｈａｐｅｓｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｔｈｒｅｅｏｒｄｅｒｓｇｌｏｂａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｅｘ-ｔｒａｃｔｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒ

7、ｅｓｕｌｔｓｍａｙｌａｙａｇｏｏｄｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｖａｌｉｄａｔｉｎｇｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌａｎｄｐｒｅ-ｄｉｃｔｉｎｇｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｓｉｎｓｐａｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｆｌａｔａｂｌｅｄｅｐｌｏｙａｂｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｒｅｆｌｅｃｔｏｒａｎｔｅｎｎａ；ｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｍｏｄａｌｐａｒａｍｅ-ｔｅｒｓ尺寸需求、运载器体积和重量限制、展开方法的可１引言靠性和系统稳定性要求等因素的影响。相对传统空间展开反射面天线的发展受反射面大几何的机械展开

8、结构，充气展开结构具有更大的收纳收稿日期：２０１７-０２-２５；修回日期：２０１７-０７-０５基金项目：中央高校基本科研业务经费专项资金（ＨＩＴ．ＭＫＳＴＩＳＰ．２０１６０９）第一作者：余建新