基于ANSYS的天线结构CAE平台的开发

发布日期:[08-11-30 21:30:57] 浏览人次:[]

摘要:天线结构的有限元建模需要深厚的力学基础和工程经验,开发周期长,难度大,而且各企业购买的CAE软件由于操作复杂并未得到充分利用。针对这种情况,提出以ANSYS为基础进行二次开发,建立面向面天线结构的虚拟仿真平台。从而降低开发的复杂性,使天线结构的有限元快速建模仿真成为可能。
关键词:天线结构设计;CAE;有限元分析;ANSYS二次开发

1引言

天线广泛应用于通信、雷达、电子对抗等领域,在国防应用中更是必不可少,但目前由于没有专用于天线设计的应用程序而使天线的设计效率大为降低。虽然有各种CAD、CAE系统,如:AutoCAD、ANSYS、I-deas等,但由于它们不是专门针对天线设计的,其操作相当复杂,需要经验丰富的技术人员。
调查表明,虽然企业普遍购买了CAE软件,但应用的情况并不理想。主要原因是:有限元建模分析需要设计者具有相当深厚的力学基础、很强的计算机应用能力和丰富的工程设计经验,往往只有少数人能够使用这些软件解决工程问题。实际工作中,需要一种面向面天线结构设计的有限元快速建模软件。设计者只需输入一些基本的控制参数,便可得到典型结构的有限元建模方案,帮助设计者快速建立合理的有限元模型,得到正确可靠的评价结果。
因此,开发专门针对抛物面天线结构设计的虚拟制造平台具有广阔的应用前景。实际经验表明,在产品概念设计阶段使用有限元分析最为有效,在样机生成之前用其检验最终设计也同样有效,如图1所示。


大型有限元分析程序ANSYS作为优秀的CAE软件,提供了与各种CAD软件的接口,并可方便地进行二次开发,作为面天线的仿真平台无疑是一个很好的选择。

2抛物面天线的设计

抛物面天线结构一般由中心体、背架、反射面、加强筋等组成。整个天线结构呈现旋转对称性,适合参数化造型。抛物面天线结构设计的要求就是使天线结构在各种风载荷和重力载荷的作用下不被破坏,其反射面精度(即反射面保持理论抛物面的程度)达到所提出的指标要求,从而保证天线的工作性能。在此前提下,尽量合理地选择结构形式,材料规格,使天线结构重量轻,耗材料,造价低。
根据抛物面天线结构旋转对称的特点,利用ANSYS软件强大的前处理功能,可以方便快速地建立天线结构的分析模型,显著提高天线结构设计的能力和效率,提高面天线的创新设计能力,改进产品性能。天线结构设计完成以后,按照规定,应该对天线的结构性能进行预测,预测的范围包括结构重量、尺寸、震动频率、惯性力、结构刚度(变形)和强度(失效)、是否可以满足电性能指标等。
天线结构设计的根本目标,是设计出能够确保天线性能指标(例如电效率)的机械结构。一些相对优秀的结构,例如重量轻、尺寸小等等,常常能带来巨大的经济效益。结构设计的过程也应当是一个不断寻找最优结构的过程。从结构设计的角度讲,天线背架的结构类型、拓扑结构、截面形状、尺寸等因素都会影响天线的性能指标。天线结构优化包括了结构类型优化、拓扑优化、形状优化和尺寸优化。ANSYS本身包含优化模块,提供两种优化方法,可以处理绝大多数的优化问题。

3CAE平台ANSYS

ANSYS有限元分析软件是世界上著名的大型通用有限元计算软件,包括热、电、磁、流体和结构等诸多模块,具有强大的求解器和前、后处理功能,内置有百余种单元类型。强大的求解功能几乎可对各种情况进行建模求解,为我们解决复杂、庞大的工程项目和致力于高水平的科研攻关提供了一个良好的工作环境。ANSYS本身不仅具有较为完善的分析功能,同时也为用户自己进行二次开发提供了友好的开发环境。
ANSYS也是一优秀的开放式有限元分析软件,提供专门语言APDL(ANSYS参数化设计语言)可方便地进行二次开发。有限元分析的标准过程包括定义

|<< << < 1 2 3 > >> >>|
www.mapeng.net 马棚网
www.mapeng.net
文章作者:未知 | 文章来源:网络 | 责任编辑:admin | 发送至邮箱: | 加入收藏:
本文关键字:ANSYS  天线结构  CAE  平台  开发
本文所属专题:
相关资讯
热点资讯
推荐资讯

关于我们 | 站点导航 | 使用帮助 | 友情链接 | 广告服务 | 免责声明 | 新手上路
设为首页 | 加入收藏 | 在线留言 | 马棚网QQ群:{92562572}{102901272}{333259257} | 交流QQ: 客户服务 客户服务 客户服务