網(wǎng)狀編織結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析.pdf

1、大功率無源微波部件以及天線中的電磁波干擾問題，嚴(yán)重影響著衛(wèi)星通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)及正常穩(wěn)定的工作。網(wǎng)狀反射面天線是移動(dòng)通信、電子偵察、數(shù)據(jù)中繼、微波遙感等衛(wèi)星上的關(guān)鍵設(shè)備之一，然而，天線上用于反射和接收信號(hào)的網(wǎng)狀編織結(jié)構(gòu)──金屬網(wǎng)，是產(chǎn)生電磁波干擾的關(guān)鍵非線性部件之一。電磁波干擾問題是由網(wǎng)狀反射面固有非線性引起的，非線性主要包括接觸非線性和材料非線性。接觸非線性在金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)中不可避免，是產(chǎn)生干擾的主要根源。研究發(fā)現(xiàn)，金屬網(wǎng)接觸結(jié)的接觸力

2、直接決定了接觸非線性。因此，對(duì)網(wǎng)狀反射面進(jìn)行力學(xué)分析，獲得其接觸力，具有重要研究意義。另外，本文研究的網(wǎng)狀反射面力學(xué)分析方法，為網(wǎng)狀反射面的精確建模，以及后期的力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)。
　　本文針對(duì)網(wǎng)狀天線金屬網(wǎng)編織結(jié)構(gòu)復(fù)雜、力學(xué)建模困難且存在尺寸非線性效應(yīng)等問題，研究了金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的分形力學(xué)方法，主要研究?jī)?nèi)容為：
　　1.研究小尺寸金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的彈性性能。首先，結(jié)合圖像測(cè)量、樣條插值、截面掃描以及編織單元拼接等方法建立金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的

3、幾何模型，并獲得其力學(xué)模型，進(jìn)而借助仿真分析探究其力學(xué)性能，驗(yàn)證網(wǎng)狀反射面金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的正交各向異性性能。然后，采用仿真分析與有限元技術(shù)研究具有正交各向異性性質(zhì)的金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)，探究其力學(xué)等效的方法，利用正交各向異性平面應(yīng)力結(jié)構(gòu)描述金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。最后，建立彈性性能參數(shù)識(shí)別的數(shù)學(xué)模型，獲得小尺寸金屬網(wǎng)的等效彈性性能參數(shù)。
　　2.研究金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的分形力學(xué)分析方法。以小尺寸金屬網(wǎng)參數(shù)為基礎(chǔ)，研究金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的分形力學(xué)分析，揭示其分形特

4、征。首先，研究金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)小島分維和計(jì)盒分維的計(jì)算方法，并利用這兩種分維描述金屬網(wǎng)的分形特征。接下來，利用推廣的Sierpinski毯描述金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，推導(dǎo)金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的剛度矩陣，建立彈性性能參數(shù)與金屬網(wǎng)尺寸間的關(guān)系，基于小尺寸金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)預(yù)測(cè)大尺寸金屬網(wǎng)的力學(xué)參數(shù)。最后，通過算例驗(yàn)證了該方法的可行性。
　　3.研究網(wǎng)狀反射面金屬網(wǎng)接觸力的統(tǒng)計(jì)分析。從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度，研究網(wǎng)狀反射面上指定區(qū)域的接觸力統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。以偏饋環(huán)形桁架