微波湿度仪天线与接收器单元的模态分析

论文摘要

卫星微波湿度仪天线在发射过程中会承受各种随机动态载荷的作用,例如加速度超重、周期载荷激励、爆炸冲击和随机振动载荷的作用。为保证天线结构在发射过程中的安全可靠,对天线结构进行振动响应特性分析是很有必要的,主要应分析结构的固有频率及振型等动力学特性。ANSYS作为成熟的工程分析软件,可直接输入结构几何图形,运用其丰富的单元库,在图形中进行有限元网格划分,并通过使用ANSYS模态分析将繁难的模态分析工作变得轻松、直观,同时在ANSYS环境中以模态分析为基础,还能够进行其他动力学分析,概念清晰简洁,计算方便快捷。所以本文选用ANSYS作为天线和接受器单元的模态分析软件。论文工作包括:利用空间中心提供的CAD图纸及材料各种属性,进行模型简化,并建立有限元模型,进行了模态分析试算。通过试算,得出参考基频,用以验证有限元模型的有效性,通过大量计算得出了分析对象的基频特性与模型的质量分布、结构刚度及泊松比的关系。整机动力学试验所涉及的最高频率为3000Hz,所以在整机的模态分析中固有频率也提取到3000Hz,得出0～3000Hz内整机固有频率分布图及相邻两阶固有频率的频差图。分析了周期载荷激励下整机的位移应力和相应的各阶振型。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源和研究目的
• 1.2 气象卫星简介
• 1.3 研究内容及解决问题
• 第二章 ANSYS 简介及基本理论
• 2.1 ANSYS 软件简介
• 2.2 有限元模型
• 2.2.1 有限元概念
• 2.2.2 有限元模型建立方法
• 2.2.3 实体模型的建立
• 2.3 模态分析
• 2.3.1 模态分析问题的产生
• 2.3.2 模态分析的概念及方法
• 2.3.3 模态分析的基本原理
• 第三章 建立有限元模型
• 3.1 部件基本数据
• 3.2 卫星微波湿度仪天线与接收机单元模型简化
• 第四章 模态分析
• 4.1 试算
• 4.1.1 天线扫描驱动机构模型试算
• 4.1.2 整机箱体模型试算
• 4.1.3 整机模态分析试算
• 4.2 影响基频的因素
• 4.2.1 天线扫描驱动机构基频与刚度的关系
• 4.2.2 天线扫描驱动机构基频与质量的关系
• 4.2.3 天线扫描驱动机构基频与泊松比的关系
• 4.3 模态分析正式计算
• 4.3.1 天线扫描驱动机构模态分析结果
• 4.3.2 整机箱体模态分析结果
• 4.3.3 整机模态分析结果
• 4.4 0～3000Hz 内整机的固有频率
• 4.5 结论
• 第五章 正弦振动分析
• 5.1 评价方法
• 5.2 检测点
• 5.3 试验条件
• 5.4 计算结果
• 5.4.1 X 方向5～12Hz，5.17mm 定位移激励
• 5.4.2 X 方向12～25Hz，3.09 定加速度激励
• 5.4.3 X 方向25～35Hz，1.22mm 定位移激励
• 5.4.4 X 方向35～100Hz，6.09 定加速度激励
• 5.5 结论
• 第六章 结论与工作展望
• 6.1 结论
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 中文摘要
• Abstract
• 致谢