摘要：考虑到索网结构的几何非线性和节点位移的高度耦合,为提高索网天线的型面调整效率,需设计合理的型面调整优化方法。文章根据双层索网结构的拓扑关系,将平衡矩阵和柔度矩阵分块化表示,通过偏导方法推导了任意平衡状态下型面误差对于张力阵拉力的梯度公式,利用型面误差梯度的无穷范数确定对型面误差影响最显著的张力阵单元。结合最速下降优化算法,采用型面误差负梯度方向作为优化路径。通过调节张力阵拉力,降低由于索网长度误差引起的型面误差。建立环形桁架天线的双层索网模型,进行型面调整数值试验,结果表明调整后的型面误差已趋近为零。

摘要：大型周边桁架可展开天线的索网结构随卫星运动过程中长期受到太阳和行星的热辐射,会产生较大的热变形及力学松弛,从而导致天线性能衰退。以索网结构型面精度为目标,提出形状记忆合金和索网结构集成优化的设计方法,利用形状记忆拉索的形状记忆效应提高索网天线的型面精度。建立了形状记忆索网结构几何非线性有限元分析模型,采取型面精度主动调节策略,计算拉索的预张力,对温度影响下的型面变形进行主动优化计算。研究结果表明,合理选择形状记忆拉索的材料与结构参数,可以明显改善形状记忆索网结构的型面精度,实现索网结构天线的在轨保形设计。最后通过一个数值算例验证了该方法的可行性。

摘要：为实现雷达结构型面精度的主动控制,提出了一种新型的鱼腹式索杆雷达结构,并建立了索力与型面位移间的映射关系.通过理论推导与有限元模型分析,明确了二维索杆结构中索力与位移的对应关系,并引入撑杆伸缩的主动调控方法,提出了基于监测索力和驱动撑杆的雷达结构主动控制系统,分析了平面鱼腹式梁和空间鱼腹式索杆雷达结构算例.结果表明,基于撑杆刚性的假定,索杆结构体系中型面位移与支撑体系的索力存在特定的比例关系.索力监测为主动控制系统提供变形信号,驱动撑杆伸长或缩短,实现结构的型面变形调控.主动控制系统可以将空间鱼腹索杆式支承结构在12级风压和风吸作用下的型面精度由0.979和1.002 mm调控到0.329和0.360 mm,表明主动控制系统的设计可为雷达结构智能化与轻量化提供新思路.