某空间可见光相机的机身桁架结构设计

作为空间可见光相机的主要承载结构,机身桁架结构对于保证机身的力学性能至关重要。为了保证空间相机机身的结构刚度和稳定性,针对机身桁架结构设计进行了研究。研究了桁架的基本结构,分析了支杆力学性能的影响因素,探讨了支杆长度和角度对该机身桁架力学性能的影响。分析了支杆数量、支撑位置和分布形式对机身力学性能的影响,并分析了"△"型和"X"型桁架结构的特点。通过选择合理的支杆数量和分布形式,保证了机身桁架的力学性能。然后在设计分析的基础上进行了力学试验,验证了机身的力学性能。试验结果表明,该桁架结构的设计能够获得较好的力学性能,满足机身结构的设计要求。     

长焦距空间相机主次镜间桁架支撑结构设计

为了满足长焦距空间相机主次镜间支撑结构高刚度、高强度、高热稳定性和轻量化的设计要求,从材料选择、结构形式、连接工艺和参数优化等方面分析了空间相机主次镜间支撑结构设计中需要考虑的问题。针对某7 m焦距,相对孔径1∶6,采用卡塞格林光学系统的空间相机,设计了一种采用碳纤维复合材料的3层27杆式主次镜间桁架支撑结构,并基于有限元法对其进行了优化设计。分析结果表明,设计的桁架结构质量减轻了38 kg,一阶固有频率可达80 Hz,在径向自重和5℃均匀温升载荷作用下,次镜最大倾角为4.6″,表明所设计的支撑桁架合理可行,能够满足长焦距空间相机的使用要求。     

一种共形天线阵支架的结构设计与仿真分析

针对垂直起降无人机任务系统轻量化、天线阵结构便于展开和收放的需求,借助于共形天线的设计理念,设计了一种可折叠式天线阵支架。利用Solid Works软件建立可折叠式天线阵支架的有限元模型,通过有限元软件ANSYS对其进行静力分析和模态分析,得到系统的固有频率和振型;然后对天线阵支架进行随机振动分析,得到天线阵支架在宽带随机激励下的等效应力云图和位移响应。仿真结果表明,天线阵支架的结构满足刚强度设计要求。     

桁架结构遗传算法优化设计与安全性评判综述

本文以桁架结构为研究对象,以结构参数为设计变量,在强度和位移约束条件下,利用有限元软件对模型静力分析,结合MATLAB遗传算法优化工具箱来完成参数化建模的优化设计,最后对桁架结构设计的因素进行安全性评判,得到不同设计的安全系数。这对桁架设计的经济效益和生产安全将有重要意义。     

基于全空域跟踪的椭球型天线桁架设计及标校方法

为满足某卫星工程的测控需求，进一步提高测控网综合测控能力和覆盖范围，提出了一种新型空间椭球天线桁架结构形式及标校方法，满足了全空域、大跨度和高精度的要求。依据大跨度空间桁架理论及有限元分析结果，采用单层空间椭球面网壳的天线桁架构型，通过优化杆件截面、网架形式、跨度和高度等参数实现了对天线桁架承载力的有效分配，合理设计了空间椭球桁架结构及连接方式，并进行了椭球型天线桁架的加工。通过现场测试标定与系统联调，设计加工的椭球型天线桁架达到了系统整体的接收G/T值、第一旁瓣、差波束零深、位置精度和高刚度要求，解决了大型阵列长期运行中定期频繁标校难题，对大尺度阵列天线桁架的设计具有一定的参考意义。     

机载雷达天线座结构的刚强度性能评估

采用有限元方法对某机载雷达的天线座结构刚强度性能进行了评估.考虑载机的实际环境条件,分别对天线座组件进行了模态分析、冲击响应分析和随机振动分析,分析结果表明天线座结构在雷达整机中具有足够的刚度和强度性能.研究结果表明,通过开展实际环境条件下天线座结构的强度可行性研究,可以为天线座结构的改进设计和减重设计提供重要理论依据...     

基于ANSYS的压电智能梁仿真分析

运用ANSYS软件进行压电智能梁结构的有限元分析和优化设计。在ANSYS软件中建立智能梁结构模型,并进行有限元分析,得到梁的各阶模态,然后进行梁的谐响应分析及瞬态动力学分析。针对不同模态下,采用一片压电陶瓷不能控制其振动,在不同位置安装多个驱动器来进行减振试验,得到梁的各阶模态下驱动器放置的最优布局及减振结果。     

超声行波微流体驱动圆环模型分析

介绍了超声行波微流体驱动的圆环模型,借助边界层理论阐述了两种主要的驱动机理:声流驱动和声辐射压驱动.基于有限元分析,讨论了模型固有频率与模型结构参数间的关系.通过谐响应分析,在谐振频率处成功激励出所需的模态,得到幅频响应特性,并与模态分析下的模态幅值进行比较分析,得到其幅值变化趋势.对声固耦合模型进行模态分析和谐响应分析,比较结构模型与耦合模型频率的差别,并对声压和幅值进行了比较分析,为模型的进一步优化设计提供指导.     

组件的模态分析和随机振动分析

论述了用ANSYS有限元分析软件对组件进行模态分析和随机振动分析的方法。通过模态分析确定了部件的振动特性即固有频率和振型,它是其他动力分析如频谱分析的起点。通过随机振动分析确定了结构随机振动载荷的结构响应,通过随机振动分析得到结构的3σ定向变形、3σ定向加速度响应、3σ等效应力参数。根据振动响应中的最大应力计算结构的安全裕度,验证其设计能否成功克服共振现象和振动引起的不良效果。通过模态分析和随机振动分析可以优化结构提高可靠性、缩短研制周期。     

操作控制台有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS模拟实际工况对操作控制台进行强度分析、模态分析和结构特性分析,通过环境试验验证分析结果的合理性.应用这种分析方法,可以为进一步的结构设计和优化设计提供理论依据和参考,提高设计效率.     

Non-Hierarchical Architected Materials with Extreme Stiffness and Strength

Stretch-dominated truss and plate microstructures are contenders in the quest for realizing architected materials with extreme stiffness and strength. In the low volume fraction limit, closed-cell isotropic plate microstructures meet theoretical upper bounds on stiffness but have low buckling strength, whereas open-cell truss microstructures have high buckling strength at the cost of significantly reduced stiffness. At finite volume fractions, the picture becomes less clear but both are outperformed by hollow truss lattice and hierarchical microstructures in terms of buckling strength. Despite significant advances in manufacturing methods, hollow and multi-scale hierarchical microstructures are still challenging to build. The question is if there exist realizable microstructures providing stiffness and strength matching or even beating hard-to-realize hollow or hierarchical microstructures? Herein, single-scale non-hierarchical (first order) microstructures that beat the buckling strength of hollow truss lattice structures by a factor of 2.4 and first- and second-order plate microstructures by factors of 5 and 1.4, respectively, are systematically designed, built, and tested. Stiffness of the microstructures is within 40% of theoretical bounds and beats both truss and second order plate microstructures. The microstructures are realized with 3D printing. Experiments validate theoretical predictions and additional insight is provided through numerical modeling of a CT-scanned sample.     

调制传递函数在光学相机支撑设计中的应用

为指导遥感相机主次镜支撑桁架的设计,以满足整系统调制传递函数(MTF)为目标,分析系统各环节MTF对整机的影响,确定以光学衍射限传递函数为约束设计系统主体支撑结构。由在轨产品的实测MTF及装调、电子学的传递函数因子推出杆支撑条件下的光学衍射限传递函数最小值,指出光学软件不能全面评价遮拦对光学衍射限传递函数的影响,确定以光瞳函数计算不同遮拦时光学系统衍射限传递函数,得出三杆时杆直径最大为38mm,四杆时杆直径最大为26mm的遮拦分布。通过有限元计算两种结构布局下杆不同壁厚的系统静载变形及模态频率,认为直径26mm、壁厚4mm的四杆结构,支撑结构质量从现有40kg减至4kg,静载变形水平放置25μm、竖直放置0.85μm,系统基频98.9Hz,一阶扭转频率183Hz,满足卫星载荷设计要求。     

压电主动构件在桁架结构振动控制中的应用

压电主动构件是一种集作动和传感于一体的能承载的器件。文章主要针对研制的压电主动构件,通过实验研究其在桁架结构振动控制中的应用。结果表明,这种压电主动构件作为桁架结构的内控制源,可以有效地提高结构的模态阻尼、抑制结构振动。     

多体动力学仿真软件ADAMS理论基础及其功能分析

本文对多体系统分析领域中最广泛使用的软件ADAMS,从理论基础、组成模块、分析功能和建模元素等几个方面进行了详细阐述应用ADAMS来仿真空间桁架展开和收拢的过程,仿真分析了空间桁架的运动学和动力学特性,最后是仿真分析结果和性能参数评估的结论。     

IC基板传输机器人末端执行器结构拓扑优化设计

在半导体封装基板检测的传输过程中,末端执行器对其快速稳定高效率的传输起着关键作用。在满足设计强度、刚度的条件下,以末端执行器轻量化为目标,建立了末端执行器的三维模型,利用有限元分析软件ANSYS对基板传输机器人末端执行器进行静力学和模态分析,得到末端执行器在最大载荷情况下的应力、应变特性和对应的振型,并对其进行拓扑优化设计,根据拓扑优化结果建立新的末端执行器结构,对新的结构进行强度校核,验证设计方案的有效性。研究结果表明,优化后末端执行器的前四阶固有频率都大于伺服电动机的回转频率(50Hz),质量减少了26.7%,较好地实现了轻量化的目标,同时为后续的相关产品研制提供了一种新的技术方案。     

基于有限元的蜗轮蜗杆传动性能模态分析

针对蜗轮蜗杆传动，由于动载荷冲击引起振动变形和使用寿命等问题，文中提出基于有限元分析的蜗轮蜗杆传动性能模态分析研究，使用实验与仿真的方法，采用ANSYS Workbench软件进行蜗轮蜗杆传动性能模态分析，提取自由振动下的固有频率和振型，进行仿真分析与结果对比，实验表明，进行合理的蜗轮蜗杆传动性能模态分析，并且提取合理的模态分析参数，对于蜗轮蜗杆的可靠性研究具有重要性。     

某碳纤维天线的结构设计及模态分析

从保证天线的强度、刚度以及反射面精度等几个方面,介绍了某碳纤维复合材料天线的结构设计,并用有限元分析软件ANSYS10.0对该雷达天线进行了模态分析,得到了该天线的固有频率,确保满足系统对该天线抗振性能的要求。     

空间相机碳纤维承载舱的动态设计

为了满足空间相机在装星时的空间位置要求,并避免空间相机与星体之间的共振,设计了空间相机的承载舱。该设计采用了具有优良力学与工艺性能的碳纤维材料以及具有合理拓扑形式的桁架结构。采用计算机仿真试验和三次样条插值法对承载舱的杆截面尺寸进行了优化。结果表明,当杆截面尺寸为28 mm×28 mm×3 mm时,承载舱的动态特性和整体质量满足设计要求。