[发明专利]一种边坡监测雷达转臂低频振动消除分析系统及方法

说明书

本发明公开了一种边坡监测雷达转臂低频振动消除分析系统及方法，属于雷达监测领域，涉及有限元分析技术，用于为雷达转臂选择合适的壁厚以及材料进而消除低频振动，实现地基微型变监测雷达的野外轻便携带以及提高测量精准度；材料选择模块对雷达转臂结构进行材料以及厚度的选择并发送至模型建立模块；模型建立模块建立雷达转臂分析模型；振动分析模块建立全局坐标，并发送启振信号至载荷施加模块；载荷施加模块对雷达转臂分析模型沿着垂直于框架臂的方向施加载荷力；决策制定模块结合振动分析模块生成数统表；根据数统表选择优选材料以及优选厚度，并设计相应材料厚度的雷达转臂结构。

技术领域

本发明属于雷达监测领域，涉及有限元分析技术，具体是一种边坡监测雷达转臂低频振动消除分析系统及方法。

背景技术

雷达的基本概念形成于20世纪初, 雷达技术发展极为迅速，雷达的频率从几十兆赫兹、提高到500兆赫以上、再到3000兆赫兹和10吉赫兹，实现了机载雷达小型化并提高了测量精度。雷达的类型从脉冲雷达发展到固态相控阵雷达、脉冲多普勒雷、防空用的二坐标和三坐标警戒引导雷达、地－空导弹制导雷达、远程导弹初始段靶场测量雷达和再入段靶场测量、回收雷达和机载合成孔径雷达。在民用方面，远洋轮船的导航和防撞雷达、飞机场的航行管制雷达以及气象雷达等均已生产和应用，以及用于大型露天矿边坡、山区、铁路公路沿线边坡、隧道桥梁等建筑物的形变监测预警的地基微型变监测雷达。

现有的雷达在军用和民用方面的应用多存在体积大、重量重的特点，而地基微型变监测雷达方便携带、拆装操作性简单、便携性好，但是地基微型变监测雷达的转臂是便携性的技术难点，雷达转臂过薄则会低频振动，过厚则会笨重而不便于野外携带。

为此，本发明提出一种边坡监测雷达转臂低频振动消除分析系统及方法，用于为雷达转臂选择合适的壁厚以及材料进而消除低频振动，实现地基微型变监测雷达的野外轻便携带以及提高测量精准度。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种边坡监测雷达转臂低频振动消除分析系统，包括雷达转臂结构、材料选择模块、模型建立模块、载荷施加模块、振动分析模块以及决策制定模块；

所述材料选择模块用于对雷达转臂结构进行材料选择以及厚度选择；材料选择模块将选定的材料属性以及对应的雷达转臂结构输入至模型建立模块；

所述模型建立模块用于建立雷达转臂分析模型并发送至振动分析模块；

所述振动分析模块用于对模型建立模块建立的雷达转臂分析模型进行振动分析，包括全局坐标建立以及模拟仿真；获取垂直于雷达转臂分析模型框架臂方向的振幅和应力的频率响应振幅；

所述决策制定模块依次获取Z向变形的频率响应中的次高峰的值以及Z向应力的频率响应中的次高峰的值，并结合材料以及厚度生成数统表；

决策制定模块根据数统表选择优选材料以及优选厚度，并设计相应材料厚度的雷达转臂结构。

优选的，材料选择模块对材料选择的过程包括以下过程：

材料选择模块根据材料的种类将产品进行编号标记，标记为，其中i为正整数，且i=1,2……n；n为材料种类的总数；并分别获取不同材料的材料属性，分别标记为Sij，j表示材料属性的编号，且j=1,2,3,4；相对应的Si1表示材料编号为i的弹性模量、Si2表示材料编号为i的密度、Si3表示材料编号为i的泊松比、Si4表示材料编号为i的屈服强度。

优选的，材料选择模块根据雷达转臂的可调整厚度范围，将雷达转臂分为多组厚度，其中的可调整厚度范围根据雷达的结构进行范围调整，将多组雷达转臂厚度分别标记为，其中l为雷达转臂厚度编号，且l=1,2,……,m；m为厚度编号总数。