(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111387187.1 (22)申请日 2021.11.22 (71)申请人 青岛科技大 学 地址 266000 山东省青岛市松岭路9 9号 (72)发明人 谷永振　张庆港　史伟杰　张永涛　 武路鹏　 (74)专利代理 机构 西安铭泽知识产权代理事务 所(普通合伙) 61223 代理人 姬莉 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06T 17/20(2006.01) H01Q 15/14(2006.01) H01Q 19/10(2006.01)G06F 111/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 静电成形薄膜天线的薄膜反射面变形分析 方法 (57)摘要 本发明公开了静电成形薄膜天线的薄膜反 射面变形分析方法， 包括： 获取静电成形薄膜反 射面天线的电极面和薄膜反射面几何参数， 根据 电极面和薄膜反射面的几何参数， 分别建立电极 面、 薄膜反射面和由电极面、 薄膜反射面组合成 整体的几何模型， 利用静电 ‑结构耦合单元对由 电极面、 薄膜反射面组合 成整体的几何模型进行 有限元网格划分， 利用薄膜单元对薄膜反射面的 几何模型进行有限元网格划分， 利用划分好的有 限元网格和薄膜反射面的有 限元网格建立有 限 元分析模型， 根据初始条件和边界条件， 利用有 限元分析模 型进行薄膜反射面变形分析。 该方法 可针对静电成形薄膜反射面天线进行高精度高 效率的薄膜反射 面变形分析。 权利要求书2页 说明书5页 附图8页 CN 114065434 A 2022.02.18 CN 114065434 A 1.静电成形薄膜天线的薄膜反射 面变形分析 方法， 其特 征在于， 包括： 获取静电成形薄膜反射 面天线的电极面的几何参数及材 料参数； 获取静电成形薄膜反射 面天线的薄膜反射 面的几何参数及材 料参数； 根据电极面和薄膜反射面的几何参数， 分别建立电极面几何模型、 薄膜反射面几何模 型和由电极面、 薄膜反射 面组合成整体的几何模型； 利用静电 ‑结构耦合单元对由 电极面、 薄膜反射面组合成整体的几何模型进行有限元 网格划分， 并赋予相应的材 料属性； 利用薄膜单元对薄膜反射面的几何模型进行有限元网格划分， 并赋予相应的材料属 性； 利用划分好由电极面、 薄膜反射面组合成整体的几何模型的有限元网格和薄膜反射面 的几何模型的有限元网格， 建立有限元分析模型； 根据初始条件和边界条件， 利用有限元分析模型进行薄膜反射 面变形分析。 2.如权利要求1所述的静电成形薄膜天线的薄膜反射面变形分析方法， 其特征在于， 所 述分别建立电极面几何模型、 薄膜反射面几何模型和由电极面、 薄膜反射面组合成整体的 几何模型包括： 生成薄膜反射面的中心关键点坐标(0， 0， 0)， 以及薄膜反射面环向和径向关键点三维 空间坐标： 生成电极面的中心关键点坐标(0， 0， ‑H)， 以及电极面环向和径向关键点三维空间坐 标： 利用三角形拓扑连接关系将薄膜反射面关键点连接生成面， 构建薄膜反射面的几何模 型； 利用三角形拓扑 连接关系将电极面关键点连接生成面， 构建电极面的几何模型； 将电极面的边界和薄膜反射面的边界用面进行封 闭， 粘合生成体， 构建整体的几何模 型。 3.如权利要求1所述的静电成形薄膜天线的薄膜反射面变形分析方法， 其特征在于， 所 述利用静电 ‑结构耦合单元对由电极面、 薄膜反射面组合成整体的几何模型进行有限元网 格划分包括： 利用四节点四面体静电 ‑结构耦合单元对由 电极面、 薄膜反射面组合成整体的几何模权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114065434 A 2型进行有限元网格划分。 4.如权利要求1所述的静电成形薄膜天线的薄膜反射面变形分析方法， 其特征在于， 所 述利用薄膜单 元对薄膜反射 面的几何模型进行有限元网格划分包括： 利用三节点 三角形薄膜单 元对薄膜反射 面的几何模型进行有限元网格划分。 5.如权利要求1所述的静电成形薄膜天线的薄膜反射面变形分析方法， 其特征在于， 所 述初始条件 包括： 对薄膜反射 面中各薄膜单 元施加均匀的预应力， σ0＝[σx σy 0]T 其中σx表示薄膜单 元x方向应力值， σy表示薄膜单 元y方向应力值。 6.如权利要求1所述的静电成形薄膜天线的薄膜反射面变形分析方法， 其特征在于， 所 述边界条件 包括： 结构边界条件和静电场边界条件。 7.如权利要求6所述的静电成形薄膜天线的薄膜反射面变形分析方法， 其特征在于， 所 述结构边界条件 包括： 将薄膜反射 面边界节点和电极面上 所有节点的三个位移自由度进行约束。 8.如权利要求6所述的静电成形薄膜天线的薄膜反射面变形分析方法， 其特征在于， 所 述静电场边界条件 包括： 薄膜反射面电压值设置为0V， 电极面按照电压通道不同设置相应的电压值U＝[U1 U2  …  UNU]T， 其中NU为电压通道数目。 9.如权利要求1所述的静电成形薄膜天线的薄膜反射 面变形分析 方法， 其特 征在于， 所述簿膜反射面几何参数， 包括： 薄膜反射面口径， 焦距， 薄膜反射面径向分段数， 环向 分段数； 所述电极面几何参数， 包括： 电极面口径， 焦距， 电极面径向分段数， 环向分段数， 电极 面中心关键点与薄膜反射 面中心关键点距离； 所述薄膜单 元材料参数， 包括： 质量密度， 弹性模量， 泊松比， 厚度， 热膨胀系数； 所述静电 ‑结构耦合单元材料参数， 包括： 真空介电常数， 相对介电常数， 弹性模量， 泊 松比。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114065434 A 3