桁架结构概率-非概率混合可靠性拓扑优化

研究了桁架结构概率-非概率混合可靠性拓扑优化问题。建立了以结构重量为目标函数、混合可靠性指标为约束条件的拓扑优化数学模型,针对强度为随机变量和应力为区间变量、强度为区间变量和应力为随机变量两种情况推导了可靠性指标对设计变量的灵敏度计算公式。实例结果表明：混合可靠性拓扑优化的截面尺寸和结构重量相对于非概率可靠性优化都更大,使得结构除了能够容许载荷存在一定变异程度外,也允许位移和强度存在一定变异程度。     

LT50m模型二级运动调整系统的动力学分析

安装在悬挂馈源舱内的Stewart平台作为馈源位姿精调机构与舱索粗调系统一起构成了大型射电望远镜(LT)馈源位姿的两级调整系统。使用索结构的悬链线解析方程以及在忽略舱体振动导致的Stewart平台惯性力的基础上,应用Newton-Euler法建立了舱索系统与Stewart平台耦合的动力学简化模型。通过对LT50m缩比模型的仿真分析,模拟了馈源舱对Stewart平台扰动的响应,并由实验进行了验证。     

周边式桁架可展开天线基于地面的网面调整

借鉴M.C.Natori思想对周边式桁架可展开天线提出了基于地面的网面优化调整方法,建立了以纵向拉索调整力为设计变量,天线反射面的表面均方根误差为目标函数,频率和应力为约束的优化数学模型,并用遗传算法进行了求解。数值结果表明,采用该方法在地面上对周边式桁架可展天线进行网面调整,能有效地消除地面重力的影响,较为准确地预测天线由于环境变化(由地面环境到太空环境)而引起的变形,使得最终调整获得的天线表面精度能够满足太空无重力环境下的精度要求,这种新方法对工程中天线的设计和网面调整具有指导作用。     

预应力索网天线结构优化设计

索网预拉力设计是索网天线结构设计的一个重要内容.针对三向网格旋转抛物面索网天线结构,首先在不计桁架结构受力变形的条件下,从索网节点的力平衡方程出发,以索网结构的结构特征为依据,以网面索段最大拉力比最小为设计目标,给出了索网结构预拉力优化设计的有效方法;其次,考虑到在索网结构的拉力作用下,桁架结构的微小变形将导致网面索段的拉力均匀性变差,通过调节索网挂接节点的位置,对桁架结构的受力变形进行了有效补偿,改进了预应力索网天线结构的整体设计方案.算例分析结果表明,天线结构网面索段的实际设计最大拉力比为1.30,验证了方法的正确性及有效性.     

微系统结构均匀化模型参数的确定方法研究

在对3D封装微系统进行力学仿真建模时,硅通孔(TSV)和微焊点等结构的多尺度效应明显,需要划分大量网格,通过合理的等效处理可以降低网格数量,提高仿真效率。常规的方形柱等效使得结构失去原有微观形貌,仿真误差增加。为此,针对实际微观形貌提出了一种等效均匀化模型力学参数的确定方法。基于弹性力学方法,推导了圆柱形貌特征的TSV硅基板层力学参数的等效计算公式。对鼓球形貌特征的微焊点/下填料层均匀化模型提出了分层思想的力学参数确定方法。与现有方法相比,该方法考虑了微系统特征结构的真实形貌特征,计算效率更高,计算结果的一致性更好。     

热循环加载下微系统封装结构有限元仿真方法研究

微系统封装结构中,由循环热应力引起的封装失效是影响其可靠性的重要因素之一.现阶段通常采用大量的可靠性试验来验证封装结构工艺的可靠性,但是有限元仿真技术的发展为此类问题的解决提供了更为简单快捷的途径.利用ANSYS Workbench软件,对某微系统封装结构进行了系统的有限元仿真,深入探究了封装结构中球栅阵列(BGA)焊点的网格类型、网格密度和加载循环数量对仿真结果的影响.研究结果为提高微系统封装结构的有限元仿真效率及优化设计提供了重要参考,也为进一步研究微系统封装结构在复杂工况下的可靠性提供了有益思路.     

基于自适应遗传算法的Stewart平台结构双目标优化设计

探讨了大射电望远镜精调Stewart平台的设计准则,建立了综合衡量Stewart平台运动精度和质量的双目标优化模型,以其结构强度和固有频率为约束条件,采用自适应遗传算法对该优化问题求解。通过与采用标准遗传算法所得优化结果的比较,验证了自适应遗传算法在Stewart平台结构参数设计中的有效性。     

Coons曲面结合B样条拟合大型面天线变形反射面

为了精确反映变形反射面实际形状,该文提出了一种新的分块拟合方法。该方法首先对变形反射面进行分环分块划分,再对每个块域分别进行Coons曲面拟合,并采用周向三次与径向二次B样条曲线来确定块域的边界条件,进而得到准确的反射面变形整体和局部信息。通过对不同情况下某16m天线的机电性能综合分析,证明了此方法是准确、有效的。     

热循环载荷下LTCC基板焊接组件结构仿真分析与试验对比研究

低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic,简称LTCC)技术是实现电子设备小型化、集成化的主流技术。在LTCC封装时,由于封装金属与LTCC的热膨胀系数很难匹配,导致组件在焊接以及交变温度载荷下产生位移,进而产生热应力,严重时甚至导致LTCC基板产生裂纹,丧失其工作性能。在高、低温环境下,通过对LTCC基板焊接组件表面位移进行试验测量与软件仿真,并将二者进行对比,验证了仿真结果的合理性与准确性。本文工作为今后提升LTCC基板焊接组件的力学性能提供了一种便捷、经济、可靠的有限元软件仿真分析技术手段。     

基于ANSYS与Delphi天线电性能分析平台的设计

天线结构设计人员由于不甚了解电磁理论，不能进行严格理论分析和计算，只是依靠经验设计天线机械结构，从而保证天线反射面满足电气设计人员提出的精度指标要求。结果在工程中造成浪费。因此，有必要建立天线电性能分析平台，在天线虚拟电子样机设计之后，利用该平台计算天线电性能，判断天线结构是否满足要求。该平台可用来指导天线结构设计人员的工作，改进天线设计手段和方法，提升设计分析质量，降低天线设计与制造成本。