發(fā)布時(shí)間：2021-12-21 20:12

　　基于組合結(jié)構(gòu)研究一種可調(diào)節(jié)恒力裝置的設(shè)計(jì)方法,恒力裝置由負(fù)剛度非線性彈簧和正剛度線性彈簧組合而成。采用B樣條曲線描述非線性彈簧的形態(tài),基于GA算法和非線性有限元法實(shí)現(xiàn)非線性彈簧的形態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)恒力裝置的工作原理,設(shè)計(jì)線性螺旋彈簧,并分析剛度/強(qiáng)度特性。組合結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能分析表明恒力裝置可以實(shí)現(xiàn)輸出恒力。為了實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)、輸出的恒力大小/方向可調(diào),進(jìn)行了恒力裝置的部組件設(shè)計(jì)。本文的恒力裝置設(shè)計(jì)方法為平面薄膜天線和太陽(yáng)電池陣的工程研制提供了技術(shù)支撐。 

【文章來(lái)源】：宇航學(xué)報(bào). 2020,41(12)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

組合彈簧結(jié)構(gòu)方案

工作原理

負(fù)剛度非線性彈簧的設(shè)計(jì)方案如圖3所示,初始的形態(tài)曲線可以為任意的B樣條曲線,需要通過(guò)形態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)確定最優(yōu)的形態(tài)曲線。非線性彈簧的力學(xué)模型可視為平面曲梁,一端固定,另一端為鉸接端,鉸接端是非線性彈簧的載荷輸出點(diǎn)。平面曲梁為細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件,幾何非線性較強(qiáng),并且能夠提供很長(zhǎng)的位移行程。平面曲梁的形態(tài)可以用B樣條曲線來(lái)描述,采用B樣條曲線的控制點(diǎn)實(shí)現(xiàn)非線性彈簧形態(tài)的參數(shù)化。對(duì)于B樣條曲線,隨著控制點(diǎn)在設(shè)計(jì)空間內(nèi)移動(dòng),曲線形狀也隨之調(diào)整。因此控制點(diǎn)的重新定位改變了平面曲梁的幾何形態(tài),同時(shí)也改變了非線性彈簧的力學(xué)特性。通過(guò)建立非線性彈簧的形態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,以B樣條曲線的控制點(diǎn)坐標(biāo)及截面尺寸為優(yōu)化變量,以非線性彈簧的載荷-位移曲線為優(yōu)化目標(biāo),并在一定的約束條件下即可得到非線性彈簧形態(tài)的最優(yōu)結(jié)果,從而實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)定的載荷-位移曲線。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3545103