索网式可展开天线的设计要点

概述 Miura在1986年的论文中首次提出了将索网结构用于高精度、大口径星载可展开天线反射面支撑系统这样的设计概念。纵观太空可展开天线的发展历程,这一设计概念的产生有其一定的必然性。自上世纪50年代起,地面建筑特别是大跨度场馆就开始逐渐使用索网结构作为它们的屋顶结构。索网结构较轻的质量、优异的承载能力、简单可靠的生产安装方式、低廉的经济成本和优良的抗火性能,使它渐渐成为构建大跨度建筑屋顶的较为理想的结构形式,并在二十世纪后期陆续出现了空间素桁架、空间索梁组合体系以及大型索穹顶等更为复杂的索网结构体系。太空可展开天线的设计理念也是自上世纪50年代起才开始逐渐产生和发展起来的。由于太空可展开天线同样具有轻质量、大尺寸、低成本的要求,而这些结构上的需求与地面大跨度建筑的屋顶结构的需求非常相似,因此将索网结构用于可展开天线的设计思想的产生自然也是水到渠成。除此之外,索网结构施加预张力前柔性、施加后预张力后刚性的特点,还可以满足可展开天线可收拢／展开的结构要求。由索网结构的上述形式特点可知,选择将其用于太空大尺寸可展开天线是一个合理且必然的结果。     

索网张拉结构的理论研究发展现状

索网张拉结构利用索杆的张力成形特性来形成大跨度结构体系,地面索穹顶结构以及空间索桁张力结构均为该结构类型。本文根据索网张拉结构的理论研究发展情况,分别对索网张拉结构的形态分析设计方法、整体性能分析方法和优化设计方法进行了总结和归纳。