【摘 要】
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星载天线工作在地球空间轨道环境中时,由于存在地球阴影的遮挡,在进出轨道阴影区域时,不可避免的会导致外热流的突变进而产生剧烈变化的瞬态温度场,引发热振动现象,而这种热
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星载天线工作在地球空间轨道环境中时,由于存在地球阴影的遮挡,在进出轨道阴影区域时,不可避免的会导致外热流的突变进而产生剧烈变化的瞬态温度场,引发热振动现象,而这种热振动会影响天线性能的稳定。本文结合相关的热——结构响应理论,从热静力学和非耦合动力学理论两方面对星载天线展开分析研究。根据热—结构耦合分析理论,本文采用顺序耦合方式,由于这种耦合场分析方式要求模型具有匹配性,而借助I-DEAS脚本语言可有效完成天线结构分析有限元模型和热分析有限元模型之间的重构,达到分析目的。首先使用I-DEAS软件对星载天线进行在轨热分析,得到其温度场;然后借助ANSYS软件将温度场数据加载到天线的结构分析模型中,来进行相应的结构分析。基于热静力学理论,分析了天线一个轨道周期中不同计算位置点的在轨温度场分布以及变形场结果,得出了衡量天线性能的型面RMS值的大小。采用非耦合动力学理论,对星载天线由日照区进入阴影区引发的热振动现象进行了分析,并给出天线的各向振动结果曲线图,研究了其振动规律。基于目前空间结构热振动控制主要采用被动控制的现状,本文提出一种新的采用主动控制的解决思路,并简要介绍其控制理论,最后采用控制程序对天线结构的热振动现象进行有效抑制,给出对其不加控制和施加主动控制后的结果对比图,从而验证这种方法的可行性和有效性。
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