耐深水壓雷達天線罩的結構強度分析與校核

1　引　言

　　耐深水壓雷達天線罩的作用是在雷達天線的周圍形成一個封閉的空間，將轉動工作的雷達天線罩包在其內部，以保護雷達天線系統在深水壓強下能正常工作。但是加設天線罩會使天線的電性能有所降低，例如影響雷達的瞄準精度并降低了雷達的有效作用距離。
　　雷達天線罩由于工作環境的情況，要求在4.5MPa的外部水壓作用下確保雷達能正常工作。我們在結構設計上選用了單板式玻璃鋼鋪層，抽真空、一體化成型的生產工藝，使產品密實、無拼接縫隙，達到預期的密封、不滲水效果。
　　結合雷達天線罩結構安全性、電性透波要求，為有效解決產品結構與電性的矛盾，根據天線罩使用環境確定合理的厚度和加強方式，設計出性能優越的產品。

2　結構計算分析

2.1　基本結構
　　該雷達天線罩采用無堿斜紋布單板式鋪層結構，外表面采用機械加工，保證了產品尺寸的一致性。
       2.2　材料性能參數
　　無堿斜紋布是正交各向異性材料，具有9個獨立的材料參數，根據實驗測試結果，其材料參數如表1所示。

拉伸強度：σ₊=220MPa
　　壓縮強度：σ_-=170MPa
　　彎曲強度：σ=290MPa
　　剪切強度：τ=45MPa
       2.3　載荷工況
　　承受4.5MPa的外部水壓。
       2.4　載荷與約束分析
　　a)載荷分析
　　雷達天線罩要求能夠在450米海水壓力下不破壞。水壓大小跟天線罩距離海平面的深度成正比，即

　　其中
　　P—水壓
　　ρ—海水密度，近似取1.0×10³Kg／m³
　　g—重力加速度，近似取10m／s²
　　h—物體距海平面的深度

　　雷達天線罩在水壓作用下，其效果示意圖如下：

b)約束分析
　　雷達天線罩底部法蘭通過螺栓固定，法蘭螺栓孔均勻分布，所以邊界約束條件為底部法蘭固支，固定方式見圖2。

2.5　基本力學模型
　　a)有限元單元采用殼單元
　　b)邊界條件為底部法蘭固支
　　c)對底部法蘭螺栓孔簡化處理