星载可展开结构的结构设计与参数化

论文摘要

星载可展开结构是卫星结构的重要组成部分,是直接执行卫星功能的重要平台。大尺寸、轻重量、高精度、高收纳率的可展结构是目前空间结构的发展方向。本文所做工作主要以大口径,轻质量,收纳率高为目标,对一种新型可展开天线结构进行设计完善;并设计一种可双向展开的天线支撑臂结构。基于星载可展开结构设计的特点,本文首先对国内外各种可展开结构进行概述和分类,在分析总结的基础上,对一种新型的星载大型可展开天线―折叠环肋展开天线结构进行基于功能分析的结构设计与完善。通过合理的选择节点尺寸,对环、肋结构的节点、连接件等进行参数化设计,并对展开机构的定位,梁结构及环肋天线结构的总体结构进行完善。针对大口径天线与小口径天线的不同,对60m大口径天线的节点形式、连接方式等进行设计。并运用UG二次开发技术对环-肋可展开天线的整体结构进行参数化设计。根据展开天线的结构总体规划,设计可双向展开的套筒式伸展臂结构作为环-肋可展天线的结构支撑和天线馈源支撑。通过对结构形式,驱动形式的设计与改进,对其进行运动学仿真,说明该结构能基本实现预期的功能。文章通过对环-肋展开天线支撑臂结构,及不同口径天线模型结构的详细设计与参数化,基本完成预期设计目标,为环-肋展开天线、支撑臂结构模型的进一步分析验证提供有力的参考和帮助。下一步有待进行具体结构展开过程分析和地面试验验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 星载可展开结构的发展历程
• 1.2 国内外空间可展开结构的研究与应用
• 1.2.1 国外空间可展开结构研究与应用
• 1.2.2 国内空间可展开结构的研究与应用
• 1.3 本文所做工作
• 第二章 空间可展开结构的分析比较
• 2.1 空间展开结构的驱动方式
• 2.2 现有天线形式的分类及比较
• 2.2.1 可展开天线结构分类
• 2.2.2 不同类型天线的性能比较
• 2.3 现有伸展臂结构的分类及比较
• 2.3.1 空间伸展臂结构分类
• 2.3.2 伸展臂结构比较分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 展开天线反射面结构的设计与参数化
• 3.1 展开结构基本设计方法
• 3.1.1 基本设计原理
• 3.1.2 展开结构的主要技术指标
• 3.1.3 设计步骤
• 3.2 环－肋可展开天线反射面结构4m 模型的结构设计
• 3.2.1 环－肋天线结构的简介与分析
• 3.2.2 环－肋天线结构设计与完善
• 3.3 4m 反射面结构的整体参数化
• 3.3.1 UI/STYLER 菜单应用
• 3.3.2 用户界面开发
• 3.3.3 天线参数化设计结构检验
• 3.4 60m 环－肋天线反射面结构的设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 环－肋展开天线支撑臂结构的设计与仿真
• 4.1 总体结构原型设计
• 4.2 具体结构设计
• 4.2.1 伸缩套管式伸展臂的单元结构的初步设计
• 4.2.2 改进伸缩套筒式支撑臂结构
• 4.2.3 驱动设计
• 4.3 支撑臂结构的展开仿真
• 4.4 天线结构与支撑臂结构的总体装配
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 读研期间研究成果