文档介绍：共用技术五十米天线计算模型的建立方法郑元鹏中国电子科技集团公司第54研究所摘要以50m天线为例,,,讨论了分块计算的可行性. 关键词计算模型单元边界条件网格 1引言对于大型天线,结构承受的重力及环境载荷对天线的影响很大,~方面,可能会造成结构的损坏,丧失功能;另一方面,其引起的结构变形会造成天线电性能的下降。因此, 在结构设计过程中,必须进行结构力学性能分析。随着计算机技术和数值计算理论的发展, 结构力学分析得到了广泛应用。要获得准确的分析结果,建立完整准确的计算模型是最重要的过程。这一过程就是将复杂的结构进行简化,表现出结构的基本特征,用各种单元模拟结构的各部分,将各种环境载荷转化为计算模型中的数值,从而获得准确的分析结果。 2结构组成及单元划分 50m天线是为国家天文台研制的用于天文观测及探月工程的大型天线。其座架型式为轮轨式方位俯仰座架,反射面为标准抛物面,图1为天线三维造型图。结构由反射体及座架两部分组成。反射体包括反射面、背架、馈源仓、馈源支撑等,座架包括轨道、滚轮、支架、驱动系统、俯仰组合等。图1 50m天线三雏示意图反射面是由许多块扇型单元板组成的,每块单元板通过调整机构与背架连接,单元板之间有缝隙,不连接。如果将单元板和调整机构按实际结构划分单元计入模型,会造成模型中数据大量增加,增大工作量,影响计算速度。由于单元板之间不连接,对结构整体刚度的贡献很小因此,可以用质量元模拟面板。单元板与背架之间有调整机构,在对应的背架节点处设置一个质量元,质量的大小根据每个调整机构所承担的单元板质量确定。对于馈源、平衡重等质量集中、对剐度贡献小的结构件也采取同样的处理方法。如果需要单元第九届全国遥感遥测遥控学术研讨会论文集475 共用技术板上更多点的变形数据,可将单元板与调整机构单独做出模型,将整体计算出的节点位移作为边界条件通过控制单元网格划分,获得需要点的数据。背架是支撑反射面的结构,采用了圆钢管通过焊接球连接,在局部焊接钢板形成腔体结构,提高刚度。建立模型时,用梁单元模拟钢管,壳单元模拟腔体结构。由于背架具有圆对称性,在建立几何模型时,可先建立一个扇形,通过旋转方式形成整个圆背架,可提高建摸工作效率。馈源仓采用角钢、槽钢等型材焊接成长方体,并用轻型密封材料覆盖,底部用花纹钢板与型材焊接形成对馈源旋转机构的支撑。计算模型中,型材用粱单元模拟,底部钢板作为板单元。其余轻型密封材料不计入,但计算风载荷时应按实板考虑受风面积。,全部作为粱单元处理。天线座架结构中,轨道及滚轮可以等效为梁单元。其余刚架及俯仰组合等结构所用的材料大部分为钢板焊接的箱型梁,截面相对反射体骨架的材料大很多。如果将箱型梁作为板单元处理,工作量很大,而且在板梁过度处会造成局部误差增大。考虑到箱型粱的长度相对其截面很大,符合粱的等效条件,可以将座架结构中的多数箱型粱等效为梁单元。这种处理方法在俯仰轴座等复杂的腔体结构部位可能得不到需要的数据,可以在整体计算完成后,取出该部位结构进行细化,将整体计算获得的梁的内应力作为外载荷施加到相应节点上,进行局部计算,获得需要的数据。俯仰组合中