车载雷达方舱力学分析.pdf.pdf

雷达终端与系统专用设备59车载雷达方舱力学分析邢金良(中国电子科技集团公司第二十八研究所南京210007)摘要针对方舱作为机动雷达系统的转台和操作室的双重功能,对其整体结构进行了有限元建模,并在吊装和驻车工作工况下进行了详细的仿真研究。在详细分析方舱与载车、天线的联结方法及各种载荷的作用基础上,简化了一些难以处理的边界条件,并利用有限元方法真实地再现了雷达方舱吊装和驻车工作时的状况。通过对该型机动雷达载体应力和位移分布情况的分析研究,为产品结构设计及后续的改进提供了可靠依据。关键词机动雷达雷达转台方舱大板支撑架引言方舱舱体一般由复合大板或骨架式发泡壁板构成,其结构大多是采用铝合金薄板做舱壁内外蒙皮,夹层为框架和填充的聚氨脂发泡材料。在自然环境中,方舱不仅可防日晒、风雨,而且具有较高的降噪、隔热和电子屏蔽能力,提供了良好的人机环境。但是,一般方舱由于其刚性较弱,无法直接支撑大型雷达、防空导弹等重型武器所需的精度要求和强度要求。车载雷达系统通常是由天线、转台和车载基座等部分组成。其中,天线包含反射体、背架和馈源支架。转台包含框架、方向转盘、传动装置、波导铰链和汇流环。转台架设在车辆付车架(基座)上,副车架与汽车大梁相连并支撑地面。车载雷达承受的载荷包括风载荷、冲击载荷、自重、温度载荷和冰雪载荷等几种类型。用方舱舱体作为车载雷达的转台,必须对舱体进行加固处理,以满足雷达系统在吊装和工作状态下的精度要求。这种加固措施应既不影响方舱内部的操作空间,同时又要尽量减轻它的重量,以提高系统的适装性和车辆的稳定性。为达到以上目的,根据车载雷达系统的整体要求,选择了几种结构方案并建立相应的数学模型,在对其进行有限元分析的基础上得到优化方案。,天线阵面的重量约为3000kg,天线阵面通过40个M16的紧固螺栓与方舱的前侧面相连,方舱前顶部为敞开式结构。在方舱壁板旁增加天线支撑结构,该结构与方舱的两侧壁和底板紧固在一起。同时,该结构不占用舱内部空间,符合舱内空间的整体美观性。转台部分由天线支架和异型舱体构成。天线支架由钢管焊接而成,舱体侧部和顶部为铝合金骨架与聚***脂泡沫板、铝蒙皮等组成的夹心复合板,舱体底板由钢型材焊接成框架,再由内外蒙皮和聚***脂泡沫板混合组成。对于复合板,胶的作用体现在蒙皮材料和聚***脂泡沫材料之间位移和应力的连续性上。为了提高数值分析的精度,在作网络划分时根据不同的构件厚度分别选择壳单元和体单元。分析工况分吊装工况和驻车工作工况两种。(1)约束情况吊装工况下,在顶板四个角加4根45度角的钢绳,交点零位移约束。工作工况下,施加位于安装界限的平台上各节点零位移约束。(2)载荷配置吊装工况下,载荷包括模型自重和所有配重(天线阵面、机柜和空调)。工作工况下,载荷包括模型自重、所有配重、正面风载荷或侧面风载荷。(3)天线阵面自重、风载荷以及所有配置的处理天线阵面自重采用集中加载方式,并以加权平均约束单元将载荷分布到斜架上;风载荷为垂直斜维普资讯端与系统专用设备架面并以斜架中心为集中受力点,同样以加权平均约束单元将载荷分布到斜架上;所有配重以集中载荷的形式施加在底板面的刚性单元上。(4)风载荷数据的处理将风速换算为作用力,推荐公式:W:K·P·v2·A上式中,为方舱的风载荷,