考虑非线性的雷达天馈系统稳定平台的有限元分析

论文摘要

面对激烈的市场竞争,如何缩短产品的设计周期和提高产品的设计质量已经成为各个企业的当务之急。本文通过对雷达天馈系统稳定平台的计算机辅助造型和有限元分析,证明利用先进的计算机辅助技术对于现代制造业发展的起到的重要推动作用。 本文是在利用三维造型软件对雷达天馈系统稳定平台进行三维造型的基础上,利用有限元分析(FEA,Finite Element Analysis)进行实例说明的。FEA的基本概念是用多个较简单的问题代替复杂问题后再求解。它是一种缩短研发周期、提高生产效率并且有效的节约成本的方法。这种方法目前在产品优化设计和研发上已经得到了日益广泛的应用,特别是在一些特殊的行业。实际中不允许过多的做试验,甚至不能做试验的情况下,就必须借助计算机模拟和分析软件来达到试验的目的。 本文的主要研究对象是中国电子产业部第三十八研究所生产的一种军用雷达上的安装天馈系统的稳定平台。稳定平台被安装在飞机上时,为了满足飞机处于各种运动状况下时对雷达的稳定性要求,利用三维造型软件和有限元分析软件,计算在模拟各种运动方式下(自重载荷和惯性载荷的作用下)稳定平台的结构变形和应力情况。同时在得出初步结果后,对应力最大处(轴承接触面处)进行非线性静力分析并进行了计算。结果表明,该模型的刚度能够满足雷达在任何工况下的使用要求。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 本课题研究的重要性问题
• 1.2.1 雷达天馈系统的稳定性问题
• 1.2.2 国内稳定平台的研究情况
• 1.3 有限元的研究应用情况以及非线性问题的难度
• 1.3.1 使用有限元分析的背景
• 1.3.2 国内外有限元分析技术的发展状况
• 1.3.2.1 国内有限元分析的发展趋势与前景
• 1.3.2.2 国际上有限元分析技术的发展趋势与前景
• 1.4 本课题的来源和主要内容
• 第二章 CAD和有限元方法的基本概念和理论
• 2.1 三维 CAD技术
• 2.1.1 三维 CAD的发展历程
• 2.1.2 三维 CAD建模的优势
• 2.1.3 我国CAD技术的现状
• 2.1.4 基于 UG的三维 CAD模型
• 2.2 三维 CAE分析技术
• 2.2.1 有限元分析的基本概念
• 2.2.2 有限元的基本原理
• 2.2.3 基于 ANSYS的有限元分析
• 第三章 雷达天馈系统稳定平台计算机辅助设计系统建模
• 3.1 建立三维 CAD模型
• 3.1.1 基于 UG的三维 CAD模型建立
• 3.2 基于有限元的三维 CAD模型
• 3.2.1 简化的原因
• 3.2.2 模型简化的原则与举例
• 3.3 有限元模型的建立
• 3.3.1 模型的导入
• 3.3.2 模型的修补
• 第四章 考虑非线性的稳定平台有限元模型的建立
• 4.1 网格的划分
• 4.1.1 定义单元属性
• 4.1.2 定义网格控制
• 4.1.3 生成网格
• 4.2 考虑非线性的有限元结构静力学分析
• 4.2.1 本课题考虑非线性的必要性
• 4.2.2 线性与非线性的区别
• 4.2.3 非线性问题解决得难度所在
• 4.2.3.1 有关接触问题
• 4.2.3.2 接触类型
• 4.2.4 有关非线性行为
• 4.2.5 非线性行为的求解原理
• 4.2.6 非线性行为的求解策略
• 4.2.7 ANSYS接触问题有限元介绍
• 第五章 雷达天馈系统稳定平台有限元计算及结果分析
• 5.1 载荷的施加
• 5.2 求解器的选择
• 5.3 计算过程
• 5.4 计算结果分析
• 5.5 轴承非线性行为的分析
• 5.6 误差分析
• 第六章 总结和展望
• 6.1 对分析结果的总结
• 6.2 对今后工作的展望
• 附录
• 参考文献