船載天線系統(tǒng)模態(tài)分析

1、船載天線系統(tǒng)模態(tài)分析1分析目的 某船載天線系統(tǒng)是一個復(fù)雜的彈性系統(tǒng)。當作用于此天線系統(tǒng)的干擾力（如驅(qū)動力矩，主機的振動，海浪引起的搖擺及顛簸等）的頻率接近或等于系統(tǒng)的固有頻率時，系統(tǒng)將發(fā)生諧振。為了避免諧振的發(fā)生，保證系統(tǒng)的性能，必須進行模態(tài)分析。2系統(tǒng)的組成及模型的建立2.1系統(tǒng)的組成 此天線系統(tǒng)包括四大部分：(1)天線（由副反射面，中心體，輻射板，支撐架等組成）。(2)交叉機構(gòu)（由框架，高頻房，驅(qū)動，傘齒輪等組成）。(3)俯仰機構(gòu)（由俯仰支臂，驅(qū)動，大傘齒輪等組成）。(4)方位機構(gòu)（由方位驅(qū)動，方位大圓齒輪，大軸承，調(diào)節(jié)環(huán)，方位支架等組成）。(2)(3)(4)的附件部分都是由同步裝置，緩沖

2、裝置，鎖定裝置組成。2.2選擇單元共選用SHELL63,BEAM4,SOLID45,LINK8,MASS21,SHELL93等六種單元。2 系統(tǒng)的組成及模型的建立2.3建模天線部分簡化模型的原則為保留主筋及環(huán)筋，網(wǎng)格可劃分粗些。高頻房模型簡化時加強筋及大孔要保留，與天線的連接盤由于有六個螺栓，所以可用六邊形代替，通過調(diào)整密度使重量同盤相等?？蚣芙M合：殼體部分可粗劃，關(guān)鍵是交叉部分和俯仰部分的軸孔必須細劃。交叉機構(gòu)，俯仰機構(gòu)，方位機構(gòu)的驅(qū)動鏈簡化方法：慣量寧大勿小，等效慣量由高速軸折算到低速軸或低速軸折算到高速軸都可。軸承蓋及齒輪的重量加在箱體上。電機重量同伸出梁重量相等。2系統(tǒng)的組成及模型的建

3、立配重：交叉軸及俯仰軸都必須平衡，所以要進行配重。 必須要注意的是各部分的聯(lián)接部分一定要仔細。要將質(zhì)量，慣量的分布盡量表達出來,剛度要求不嚴格，等效軸的計算要求精確。我們分析了兩種工況，分別為天線指平及天線仰天。結(jié)構(gòu)有限元模型圖如圖 1 及圖 2。3分析與計算方法3.1 模態(tài)分析采用子空間法。3.2 驅(qū)動系統(tǒng)簡化模型此天線系統(tǒng)包括三套驅(qū)動系統(tǒng)，分別是交叉驅(qū)動系統(tǒng)、俯仰驅(qū)動系統(tǒng)和方位驅(qū)動系統(tǒng)。每個驅(qū)動系統(tǒng)都是多級齒輪傳動系統(tǒng)，為了便于分析，可將其簡化成所有質(zhì)量均在同一根軸上的等效動力系統(tǒng)。以交叉驅(qū)動系統(tǒng)為例，說明方法如下：3分析與計算方法AD電機Jm K1J2i1J1 K2J4J3i2K3BCJ

4、5i3J6K4J7i4J8K5J9i5J10EF 大傘齒輪圖3.2.1 實際系統(tǒng)3分析與計算方法JA K1 JB K2 JC K3 JD K4 JE K5 JFA B C D E F圖3.2.2 等效系統(tǒng)3分析與計算方法 已知JJMlzzc2,Jm rzciini12 JJiim zz122所以,等效慣量JJiiz1223分析與計算方法 可見，在低速軸上的慣量折算到高速軸上應(yīng)除以減速比的平方。 3.2.2等效剛度的計算 低速軸的剛度折算到高速軸上應(yīng)除以減速比的平方。4.邊界條件及加載條件 基座底部進行固定約束。由于電機為固定轉(zhuǎn)子，其軸端彈性梁約束繞軸向的旋轉(zhuǎn)。x,y,z軸三方向的重力加速度都為g。5.計算結(jié)果及分析 階數(shù)數(shù)值123頻率7.3228.8059.035表 1.天線仰天時系統(tǒng)的固有頻率（ 單位 Hz）5.計算結(jié)果及分析 階數(shù)數(shù)值123頻率589970917420表 2 天線指平時系統(tǒng)的固有頻率（單位 Hz）5.計算結(jié)果及分析 計算結(jié)果表明，此天線系統(tǒng)的固有頻率滿足性能的要求。 在分析過程中我們對該系統(tǒng)在