【摘要】：充氣結(jié)構(gòu)展開的平穩(wěn)、可靠,需要添加約束對其進(jìn)行控制,尤其是粘扣約束以其價格低廉、使用方便等優(yōu)點(diǎn),是充氣結(jié)構(gòu)施加約束的常見形式之一。充氣管是各種充氣結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)單元,對其進(jìn)行添加約束的展開動力學(xué)研究是研究各種復(fù)雜充氣結(jié)構(gòu)展開技術(shù)的基礎(chǔ)。本文針對施加粘扣約束充氣管展開動力學(xué)特性進(jìn)行研究,對復(fù)雜充氣結(jié)構(gòu)展開過程的控制具有重要的工程價值。對于粘扣約束模型的研究,現(xiàn)有層間約束失效模型存在缺陷:不能正確反映充氣膨脹和粘扣剝離階段充氣管的力學(xué)行為。本文在層間約束失效模型的基礎(chǔ)上,通過粘扣力學(xué)屬性測量實(shí)驗(yàn)及粘扣剝離機(jī)理的分析,提出一種新的模擬粘扣約束的模型——彈性約束失效模型。此模型可以很好反映充氣管膨脹階段和粘扣剝離階段的動力學(xué)特性,與原有模型相比計(jì)算更準(zhǔn)確。根據(jù)粘扣力學(xué)屬性測量實(shí)驗(yàn)和添加粘扣約束充氣管展開實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了粘扣約束彈性約束失效模型的正確性,即利用粘扣約束彈性約束失效模型可以對添加粘扣約束的充氣管展開過程進(jìn)行模擬�；谡晨蹚椥约s束失效模型和控制體積法建立了添加粘扣約束的Z型折疊1折充氣管有限元模型,利用LS-DYNA軟件計(jì)算并分析了粘扣布置方式、粘扣面積、粘扣剝離強(qiáng)度和組合粘扣變量對充氣管展開動力學(xué)特性的影響,得到了充氣管展開頂端中點(diǎn)Z向位移、展開整體速度、展開整體加速度等動力學(xué)因素對展開過程的影響規(guī)律。結(jié)果表明:采用粘扣縱向多段布置方式、粘扣布置面積較大且剝離強(qiáng)度較大時,充氣管展開過程最穩(wěn)定。對于組合粘扣布置方式,采用由充氣管展開端至充氣管折疊處粘扣剝離強(qiáng)度依次減小布置方式的充氣管,展開過程最穩(wěn)定。
【圖文】：

天器結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹：氣可展開天線：為了獲取太空中發(fā)射功率很低的信大口徑天線。隨著科技、人類需求的進(jìn)步和發(fā)展，遙多航天領(lǐng)域都對空間中接收信號的靈敏程度有了更高新型的超大口徑的天線反射裝置。但是現(xiàn)有的剛性桁線半徑的平方呈線性關(guān)系，所以當(dāng)天線尺寸較大時，其，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有火箭的運(yùn)載能力。基于這種需求，質(zhì)可展開天線應(yīng)運(yùn)而生[6]。展開天線最著名的一次發(fā)射是于 1996 年美國航天局線實(shí)驗(yàn)[7]。這個天線由美國 L’Garde 航空公司研制，，其主要的構(gòu)件高精度拋物反射面和圓環(huán)都是充氣結(jié)構(gòu)構(gòu)組成的。這些充氣構(gòu)件中，高精度拋物反射面是由/cm2的鍍鋁聚酯薄膜組成，圓環(huán)和連接裝置均是由表ar 薄膜構(gòu)成。這次發(fā)射雖然最終未達(dá)到預(yù)期的展開效氣結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展提供了很多寶貴經(jīng)驗(yàn)及數(shù)據(jù)。如圖

美國航天局和歐洲航空局又研制了很多充氣可展開天不同可以分為三種結(jié)構(gòu)：平板式充氣天線、桁架式充氣天線。在這些實(shí)驗(yàn)中比較著名的有由 NASA 研制的反射SRS 技術(shù)中心研制的 35m 口徑充氣展開球形天線[9]，由25m 口徑充氣可展天線[10]，由歐洲航空局研制的空間充如圖 1-2 所示。所述，空間充氣可展開天線的發(fā)展趨勢大致分為以下三開實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、不斷增大天線口徑、新型的展開方式與結(jié)（a）NASA 反射陣列 （b）SRS 可展開天線
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V414

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 肖瀟;關(guān)富玲;;空間薄膜結(jié)構(gòu)展開分析模型研究綜述[J];南華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年03期

2 展亞南;余莉;楊雪;吳瓊;;空間折疊充氣管分段控制展開數(shù)值仿真研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2015年09期

3 肖瀟;陶干強(qiáng);陳振富;關(guān)富玲;;基于CV法的空間薄膜充氣管的展開速度分析[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報;2014年05期

4 肖瀟;關(guān)富玲;程亮;;基于能量動量方法的空間薄膜結(jié)構(gòu)的展開分析[J];工程力學(xué);2011年04期

5 譚德偉;李斌;楊智春;黨會學(xué);;典型折疊充氣管的建模修正與展開仿真[J];宇航學(xué)報;2010年11期

6 彭路;王生;張向強(qiáng);;充氣管展開過程仿真研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2009年04期

7 徐彥;關(guān)富玲;;可展開薄膜結(jié)構(gòu)折疊方式和展開過程研究[J];工程力學(xué);2008年05期

8 衛(wèi)劍征;譚惠豐;杜星文;;空間充氣管展開動力學(xué)研究進(jìn)展[J];力學(xué)進(jìn)展;2008年02期

9 劉曉峰;杜星文;譚惠豐;;薄膜充氣管充氣展開特性試驗(yàn)[J];上海航天;2007年06期

10 徐彥;關(guān)富玲;馬燕紅;;充氣可展開天線的反射面設(shè)計(jì)及精度測量[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2007年11期

相關(guān)會議論文 前1條

1 衛(wèi)劍征;苗常青;譚惠豐;杜星文;;空間充氣展開結(jié)構(gòu)展開過程仿真分析[A];首屆全國航空航天領(lǐng)域中的力學(xué)問題學(xué)術(shù)研討會論文集（下冊）[C];2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 衛(wèi)劍征;空間折疊薄膜管充氣展開過程氣固耦合問題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 李星;粘扣帶結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能研究[D];東華大學(xué);2012年

2 畢朕;空間充氣管展開過程仿真及模態(tài)分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號：2664910