【摘要】：含繩索的空間可展天線的展開過程要求有較高的精確度和可靠性,繩索結(jié)構(gòu)的影響是不可避免的。因此,研究空間可展開柔性天線的展開運(yùn)動過程,必須要處理柔性天線內(nèi)部繩索和索網(wǎng)等引起的摩擦、阻尼、反力(力矩)等對展開穩(wěn)定性的影響。本文對含繩索結(jié)構(gòu)的大型可展結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)的實驗研究,測量可展結(jié)構(gòu)展開鎖定以后的振動響應(yīng),并對繩索結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)的探索性實驗。最后利用有限元軟件對在微重力下環(huán)境下”6+1”繩結(jié)構(gòu)進(jìn)行了建模和有限元分析。第一部分用錘擊法對環(huán)形可展天線的桁架和索網(wǎng)結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行模態(tài)測試,然后將測試結(jié)果和有限元分析結(jié)果進(jìn)行對比,驗證天線的有限元模型,得到天線的模態(tài)數(shù)據(jù)。第二部分,對影響可展結(jié)構(gòu)動力學(xué)穩(wěn)定性的繩索的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了探究,通過設(shè)計試驗,分析了繩索分別在受張力作用下的固有頻率特性、繩索動力傳遞特性,以及繩索相互垂直碰撞的動力學(xué)響應(yīng)的規(guī)律第三部分,針對影響可展天線穩(wěn)定性的繩索進(jìn)行模擬,分析現(xiàn)有繩索彎曲模型及各模型的適用條件。利用有限元軟件對”6+1”繩結(jié)構(gòu)進(jìn)行了建模和有限元分析,考慮繩絲之間的接觸與摩擦,計算不同螺旋角的繩索模型的等效彎曲模量。最后,將得到的數(shù)據(jù)結(jié)果與現(xiàn)有的理論模型進(jìn)行比較,并對結(jié)果分析,得到適用空間展開結(jié)構(gòu)繩索結(jié)構(gòu)的彎曲模型。通過對可展天線的實驗和仿真,以及對繩索結(jié)構(gòu)的研究,為以后含索網(wǎng)空間結(jié)構(gòu)的研究提供借鑒。
[Abstract]:The development process of spatial developable antenna with rope requires high accuracy and reliability, and the influence of rope structure is inevitable. Therefore, it is necessary to deal with the effects of friction, damping and reaction force (torque) on the expansion stability of the flexible antenna caused by the friction, damping and reaction force (torque) caused by the rope and cable net in the flexible antenna. In this paper, the experimental study on the large developable structure with rope structure is carried out, the vibration response of the developable structure is measured, and the related exploratory experiments are carried out on the rope structure. Finally, the modeling and finite element analysis of "61" rope structure in microgravity environment are carried out by using finite element software. In the first part, the modal test of truss and cable net structure of annular developable antenna is carried out by hammering method, and then the test results are compared with the results of finite element analysis to verify the finite element model of the antenna and obtain the modal data of the antenna. In the second part, the mechanical properties of the rope which affect the dynamic stability of the developable structure are discussed. through the design test, the natural frequency characteristics of the rope under the action of tension, the dynamic transmission characteristics of the rope, and the dynamic response of the rope to each other are analyzed. In the third part, the rope which affects the stability of the developable antenna is simulated. The existing rope bending model and the applicable conditions of each model are analyzed. The "61" rope structure is modeled and analyzed by finite element software. Considering the contact and friction between rope wires, the equivalent bending modulus of rope model with different helix angles is calculated. Finally, the data results are compared with the existing theoretical models, and the results are analyzed, and the bending model of the rope structure suitable for spatial expansion structure is obtained. Through the experiment and simulation of the developable antenna, as well as the research of the rope structure, this paper provides a reference for the future research of the spatial structure of the cable network.
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V443.4

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6 沈祖炎　王燁華 李元齊 （中國工程院院士、同濟(jì)大學(xué)教授 沈祖炎）;結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與優(yōu)秀設(shè)計(六)[N];中國建設(shè)報;2013年

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本文編號：2500438