某相控阵雷达的有限元分析与阵面变形分析

摘要

某舰载相控阵雷达系统使用环境恶劣、结构复杂，结构设计人员必须在有限的空间及重量前提下满足天线的电气设计性能要求，所以在投产前对结构系统进行计算机辅助动力分析和静力分析，为结构设计和改进工作提供理论依据和技术指导。对于面阵相控阵雷达系统，阵面天线的特性，特别是阵面上辐射单元的安装精度和平面度，直接决定着雷达系统的性能，所以研究天线阵面的结构变形具有十分重要的现实意义。
　　 本文主要是利用ANSYS软件对雷达结构进行分析，完成最佳吻合平面算法并用于天线阵面变形的误差分析。首先研究了有限元建模技术并完成结构有限元模型。然后完成模态分析和谐响应分析，发现了结构的薄弱环节，为结构的动力设计和改进提供理论依据和技术指导。最后完成结构的重力分析和温度载荷分析，发现天线部分的配重没有达到平衡，通过最佳吻合平面计算得到了静态时天线阵面的变形结果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1本文的研究背景

1.2相关领域的研究现状

1.2.1相控阵雷达的概况

1.2.2有限元技术的发展与应用

1.3本文主要研究内容

第二章 结构的有限元建模

2.1有限元分析方法概述

2.2有限元建模关键技术

2.2.1单元的选择

2.2.2复合材料主支撑架的有限元模型

2.2.3轴承的有限元模型

2.2.4螺栓的有限元模型

2.2.5电机的有限元模型

2.2.6齿轮的有限元模型

2.3雷达结构的有限元建模

2.3.1横摇部分的建模

2.3.2纵摇部分的建模

2.3.3天线部分的建模

2.3.4模型的合并与连接

2.4本章小结

第三章 雷达系统结构的有限元动力分析

3.1模态分析

3.1.1模态分析的理论基础

3.1.2天线结构的模态分析

3.1.3雷达系统结构的模态分析

3.2谐响应分析

3.3本章小结

第四章 雷达系统结构的有限元静力分析

4.1最佳吻合平面算法

4.2重力分析

4.3温度载荷分析

4.3.1工作温度40℃

4.3.2工作温度70℃

4.3.3工作温度-40℃

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

附录A 材料参数