机载天线座万向支架的结构优化

出于现代战争的需要,雷达的轻小型化越来越重要。机载雷达对结构强度、刚度,特别是重量提出了更严格的要求,传统的设计方法难以满足越来越严格的设计目标要求。文中针对机载雷达天线座的关键部件——万向支架,利用先进的结构优化方法,以体积最小化为设计目标,单元密度为设计变量,节点位移限制为约束条件,进行结构优化,得到拓扑优化云图,...     

大型重载雷达天线座结构设计与仿真分析

文中结合某大型重载高精度相控阵雷达天线座的研发,探讨了其关键的支承结构形式、组成和各部分的设计问题。对其中大型支承结构件支臂和转台应用拓扑优化技术来提高结构刚度,并采用有限元软件ANSYS对天线座整体结构进行建模和仿真分析。结果表明,天线座结构刚强度满足设计要求。文中的设计、优化和仿真分析方法可为类似的结构设计提供参考。     

机载SAR天线座连接支架的拓扑优化设计

拓扑优化方法在雷达天线座的减重设计中具有突出优势,特别适合于大型精密雷达和机载雷达天线座的结构优化设计。文中建立了连接支架的拓扑优化模型,以单元密度为设计变量,体积分数上限为约束条件,加权应变能最小化为优化目标,对机载SAR天线座连接支架进行了拓扑优化设计。考虑到结构美观和制造性,添加了对称平面约束和拔模约束。结果表明:拓扑优化结果符合仿生学原理,在减轻质量的同时,也提高了结构性能。     

某机载雷达天线框架结构的有限元分析

天线框架是天线的安装平台和精度基准,其结构刚度与强度直接关系到机载雷达的性能。文中以某机载雷达天线框架结构为研究对象,建立了完整的有限元仿真模型,进行了模态分析,给出了结构的前6 阶固有频率及振型,完成了该结构在加速度过载下的准静态分析及随机振动的响应分析,得到了相应的变形和应力值,并计算了相应的安全裕度。结果表明,该机载雷达天线框架具有较高的基频和较好的刚强度,结构设计满足机载产品抗力学环境设计要求。     

某车载雷达天线骨架结构的优化设计

天线骨架是车载雷达天线系统的主承力结构,除刚强度需满足设计要求外,其重量也应满足车载雷达的机动性要求.文中利用有限元软件,对工作条件下某车载雷达的天线骨架结构进行了模态分析以及自重、风载和温度载荷等静力分析,并根据天线骨架构型的拓扑优化结果、应力和变形的计算结果、骨架结构形式以及力的传递方式对天线骨架进行了优化设计.仿真结果表明,优化后的骨架在重量减小的同时,刚强度也得到了一定程度的提高.该研究结果可为大阵面高负载天线骨架的轻量化设计提供技术支撑.     

基于变密度法的大型天线系统支撑结构优化设计

大型天线支撑结构的合理设计对满足系统刚强度、轴系精度具有十分重要的意义。基于变密度法的拓扑优化方法根据约束条件和目标函数确定结构内材料最优分布,是合理进行支撑结构内部加强筋设计的一种行之有效方法。推导了以位移为约束,结构质量为优化目标变密度拓扑优化模型;针对某大型天线系统的支撑结构原设计方案中质量较大、结构内加强筋设计不合理出现局部应力集中等问题,设计该结构的三维拓扑优化域,运用该模型以天线系统允许的最小变形为约束条件,以质量最轻为目标进行三维支撑结构的拓扑优化设计,结合载荷传递路径,提出大型天线系统支撑结构内部加强筋设计方案,并采用尺寸优化方法对支撑结构外表面的上支架、底座等位置的板筋厚度进行优化,确定了支撑结构的最终优化方案。经验证,该结构在原方案的基础上减重12.5%,且有效地改善了力传递特性,消除了应力集中现象。     

基于拓扑优化的天线座叉臂结构设计

针对某雷达天线座叉臂结构刚度不满足设计要求的问题,提出了将连续体结构拓扑优化方法应用到叉臂结构优化设计中,通过优化,确定满足刚度要求、重量最小化的叉臂结构中材料的最佳分布形式,并以此为依据对原设计方案进行了改进设计,仿真结果表明,改进后的叉臂结构刚度得到明显提高.     

舰载铸铝密闭机柜优化分析

刚强度/重量比最优是舰载铸铝密闭机柜的设计目标。为满足设计要求,对机柜进行了结构优化分析。采用拓扑优化方法确定了机柜加强筋布局;通过手工优化和有限元刚强度分析计算,确定了加强筋截面参数、板厚等具体设计参数。结果表明该机柜动态特性可满足设计要求。     

一种轻量化天线单元结构设计

针对某机载雷达天线单元轻量化设计需求,提出基于“蒙皮+泡沫支撑+微带天线”的3层复合结构形式。该结构型式可以很好兼顾性能、重量、刚强度、环境适应性、可制造性等需求。根据仿真分析结果,对天线单元安装支架进行优化设计。通过环境试验与电性能测试,验证了天线单元设计的可行性与可靠性。     

ANSYS有限元分析及其在某雷达天线座结构设计中的应用

利用ANSYS软件提供的建模功能,建立了某雷达天线座系统的有限元模型并进行计算。通过对计算结果分析证明该雷达天线座结构的静力学性能满足系统的刚／强度指标要求,分析结果为该天线座的结构设计提供参考依据。     

平衡电驱动天线座的结构设计

介绍了机载火控雷达天线座的结构设计,包括主要参数的优化、减重设计、平衡设计、建模、运动干涉分析等.通过优化结构设计、减小转动惯量来提高系统的固有频率,给出了相关的伺服性能测试数据,并与国外同类产品进行了比较,产品通过了各项机载环境试验.     

机载雷达天线座线缆布置改进设计

机载雷达天线座线缆布置已成为天线座设计的重难点,尤其是低温下线缆阻力矩急剧增大等问题,亟需解决。文中通过分析机载雷达天线座布线设计常见方式,并就线缆阻力矩对电机性能的影响进行测试,总结出布线设计存在的主要问题。通过设计新型布线装置改进线缆扭曲,采用新型柔性材料改善低温下线缆变硬问题,对天线座线缆布局进行优化设计,较好地解决了线缆布置设计的常见问题。目前新型设计方法已在多型类似产品上成功运用,取得良好效果,为后续产品设计提供参考。     

大型轮轨式天线方位座架优化设计

大型轮轨式天线方位座架是整个结构非常重要的部分,在结构布局合理且满足设计要求的前提下,尽可能轻量化以节约成本。文中利用ANSYS参数化设计语言将原始天线方位座架结构的三维模型转化为有限元模型,进行结构静力学分析。根据计算结果,建立大型轮轨式天线方位座架优化函数,利用ANSYS优化设计模块,对天线方位座架结构进行优化,寻求设计最优解。最终在满足应力、变形以及约束条件要求下,获得轻质量的天线方位座架结构。通过此次优化设计,实现了该天线方位座架轻量化设计,在其应力水平相当的情况下,质量减轻了5%,Z向最大变形减小了15%。文中的设计思路和方法可为实际工程应用提供有益参考和宝贵经验。     

天线座多柔体动力学建模与仿真分析

天线座作为支撑天线阵面探测目标的传动机构,是机械扫描雷达的一个典型部件,其动力学响应特性直接影响天线波束的指向精度。文中基于ADAMS仿真软件,以第1类Lagrange（拉格朗日）方程为建模理论,建立了天线座多柔体系统动力学模型,分析了天线座齿轮副接触力、转动角速度、转动角加速度等动力学响应特性,并与天线座多刚体动力学模型仿真结果进行了对比分析。仿真得到的天线座动力学典型数据与试验结果基本一致,表明文中采用的多柔体系统动力学建模方法及建模过程合理。该动力学建模方法可供后续类似结构设计借鉴和参考。     

S模式单脉冲二次雷达天线座结构设计

介绍了S模式单脉冲二次雷达天线座的结构设计,从传动系统、密封设计以及维修安全等方面提出了设计方案。在符合设计要求的前提下,还在轻量化、模块化和标准化等方面做了优化处理。最终的方案具备浸油润滑、双机自动切换、运转平稳可靠、噪音低和可监视油位油温等优点。     

某高机动雷达平台骨架优化设计

高机动雷达平台承载天线座及天线阵面等关键设备,其刚强度优化设计至关重要,直接影响雷达的使用安全性和测量精度。文中对某雷达平台骨架进行了优化设计,采用有限元分析手段对骨架结构进行了仿真分析,考察了应力及变形指标,针对局部应力集中提出了优化改进措施。采用应力测试方法对骨架的应力进行了测试评估,结果与有限元分析相符。     

新型船用导航雷达结构总体设计

新型船用导航雷达采用连续波与脉冲双体制兼容的设计方案,对设备的体积、重量和散热提出了较高的要求。为了减小天线座的体积和重量,将天线座底座腔体分隔成主腔体、左右副腔体共3个腔体,以此增加设备的安装面,从而减小天线座的体积和重量。为了能够有效散发天线座内设备产生的热量,在主腔体和副腔体之间做散热风道,内部器件的热量通过热传导散发到风道内。通过天线座散热仿真,证明天线座散热效果较好。该雷达结构满足各项结构设计指标要求。