耐深水壓雷達(dá)天線(xiàn)罩的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與校核

1　引　言

　　耐深水壓雷達(dá)天線(xiàn)罩的作用是在雷達(dá)天線(xiàn)的周?chē)纬梢粋€(gè)封閉的空間，將轉(zhuǎn)動(dòng)工作的雷達(dá)天線(xiàn)罩包在其內(nèi)部，以保護(hù)雷達(dá)天線(xiàn)系統(tǒng)在深水壓強(qiáng)下能正常工作。但是加設(shè)天線(xiàn)罩會(huì)使天線(xiàn)的電性能有所降低，例如影響雷達(dá)的瞄準(zhǔn)精度并降低了雷達(dá)的有效作用距離。
　　雷達(dá)天線(xiàn)罩由于工作環(huán)境的情況，要求在4.5MPa的外部水壓作用下確保雷達(dá)能正常工作。我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上選用了單板式玻璃鋼鋪層，抽真空、一體化成型的生產(chǎn)工藝，使產(chǎn)品密實(shí)、無(wú)拼接縫隙，達(dá)到預(yù)期的密封、不滲水效果。
　　結(jié)合雷達(dá)天線(xiàn)罩結(jié)構(gòu)安全性、電性透波要求，為有效解決產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與電性的矛盾，根據(jù)天線(xiàn)罩使用環(huán)境確定合理的厚度和加強(qiáng)方式，設(shè)計(jì)出性能優(yōu)越的產(chǎn)品。

2　結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

2.1　基本結(jié)構(gòu)
　　該雷達(dá)天線(xiàn)罩采用無(wú)堿斜紋布單板式鋪層結(jié)構(gòu)，外表面采用機(jī)械加工，保證了產(chǎn)品尺寸的一致性。
       2.2　材料性能參數(shù)
　　無(wú)堿斜紋布是正交各向異性材料，具有9個(gè)獨(dú)立的材料參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，其材料參數(shù)如表1所示。

拉伸強(qiáng)度：σ₊=220MPa
　　壓縮強(qiáng)度：σ_-=170MPa
　　彎曲強(qiáng)度：σ=290MPa
　　剪切強(qiáng)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(dá)天線(xiàn)罩要求能夠在450米海水壓力下不破壞。水壓大小跟天線(xiàn)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(dá)天線(xiàn)罩在水壓作用下，其效果示意圖如下：

b)約束分析
　　雷達(dá)天線(xiàn)罩底部法蘭通過(guò)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(jiàn)圖2。

2.5　基本力學(xué)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(duì)底部法蘭螺栓孔簡(jiǎn)化處理