热环境下桁架索网结构的动力学分析与模拟试验研究

摘要

桁架索网是环形可展开天线反射器的主体结构，表现出大柔性、非线性的特点。考虑其动力学行为的复杂性和热敏感性，开展环形桁架及索网结构的动力学性能研究。首先针对缩比样机模型，采用仿真和试验相结合的方法研究其动力学性能，再以此推演真实结构在空间环境下的动响应特征。
　　根据真实桁架索网结构的几何外形和力学参数设计缩比模型样机，结合ANSYS仿真分析平台建立样机的有限元模型，并进行静力学和动力学分析。然后针对该样机进行地面模态试验，依据试验结果进行模型修正，获得与样机动态性能一致的有限元仿真模型。为进一步进行热环境仿真和试验研究，采用NX8.0热分析模块计算获得真实结构在轨运行和与之相对应的试验环境温度场分布状况。通过仿真分析和热试验研究，获得模型样机在特定热环境下的动力学行为，并且从试验中复现空间热交变环境下产生的结构“热拍”现象，揭示了结构在热环境下的非线性动力学行为。

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注释表

第一章 绪论

1.1课题研究背景及研究意义

1.2国内外大型可展开天线研究现状

1.3课题研究的主要内容和研究方法

第二章 桁架索网结构基本动力学特性研究

2.1引言

2.2缩比样机设计

2.3基于模型的有限元建模与模态分析

2.4模态试验

2.5本章小结

第三章 桁架索网结构热分析

3.1引言

3.2空间热分析理论基础

3.3全尺寸模型空间热分析

3.4缩比结构热试验设计

3.4本章小结

第四章 热环境下结构响应分析与试验研究

4.1引言

4.2热力学分析理论基础

4.3基于ANSYS进行热环境下结构响应分析

4.4热环境下结构响应试验研究

4.5本章小结

第五章 结束语

5.1 主要工作总结

5.2 后期研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文