[发明专利]一种基于接触单元的静电成形薄膜反射面找形找态方法

摘要

本发明公开了一种基于接触单元的静电成形薄膜反射面找形找态方法，首先基于设计参数建立薄膜反射面有限元模型，同时建立与薄膜反射面形状对应的模具有限元模型；然后在薄膜反射面与模具间建立接触单元，接触单元保证薄膜在预应力作用下保持设计形状，给定薄膜反射面膜内初始预应力进行有限元分析；从分析结果中提取薄膜单元接触压力，转换成等效的静电力，最终完成静电成形薄膜反射面天线找形找态方法。本发明将接触单元的概念引入到薄膜找形找态方法中，保证薄膜结构在预应力作用下维持原设计参数几何形状，并且可以得到薄膜面外载荷和面内应力分布，克服了薄膜柔性结构无法获得设计参数平衡状态下面外载荷和薄膜面内应力的问题。

主权项

1.一种基于接触单元的静电成形薄膜反射面找形找态方法，其特征在于，包括以下步骤：1)设置薄膜材料属性、模具材料属性和接触单元属性；2)根据静电成形薄膜反射面的设计参数口径D_a和焦距f建立薄膜反射面几何模型，然后用平面三角形薄膜单元对薄膜反射面进行网格划分，总计N₁个薄膜单元、M₁个节点；3)相应的在薄膜反射面上方0.001mm的位置建立口径D_a和焦距f的模具几何模型，然后用平面三角形壳单元对模具进行网格划分，总计N₂个壳单元和M₂个节点；4)利用ANSYS有限元分析软件中的esurf命令在薄膜反射面上划分接触面单元，在模具面上划分目标面单元；5)给定薄膜反射面膜内初始预应力和有限元模型约束条件；6)利用ANSYS有限元分析软件进行求解，提取薄膜反射面的单元接触压力；7)将接触压力等效为静电力；8)将等效的静电力作为单元面载荷施加到薄膜反射面有限元模型中，完成静电成形薄膜反射面找形找态。