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摘要
空间可展开天线是未来建造天基、全球降雨雷达系统、空间太阳能电站、大型空间军事基础设施的关键部分。为了满足苛刻的运载条件以及特殊的任务需求，索网结构成为实现空间可展开天线大型化、轻重量与高收纳比的最佳结构方案之一。然而，随着天线口径的不断增大，为了保证较小的收拢体积和质量，需要一系列细长杆组成桁架结构为索网提供支撑边界。细长杆具有较大的抗拉压刚度，但抗弯曲刚度却很小。在索网预应力作用下，若细长杆受弯矩，则容易发生挠曲变形，使得天线设计精度下降问题。为此，基于张拉结构的思想，提出了一种环形张拉式索网可展开天线。针对该类天线，首先建立了结构分块式节点力平衡方程，实现索网结构与支撑结构预紧力分步计算，在此基础上提出了“以形找力”和“力形耦合”两种设计方法。最后通过数值仿真对所提出结构和方法进行了验证。结果表明，在考虑结构弹性变形时，结构依然具有很高的形面精度，为今后高精度索网可展开天线设计提供了一种新思路。
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单位机电工程学院; 西安电子科技大学
