發(fā)布時(shí)間：2024-02-23 16:13

　　充氣薄膜桁架結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于大型空間充氣薄膜航天器的展開(kāi)部件和支撐結(jié)構(gòu)。研究了充氣薄膜桁架結(jié)構(gòu)的協(xié)同折疊設(shè)計(jì)方案,首先推導(dǎo)了蒙皮結(jié)構(gòu)的折疊狀態(tài)幾何公式,然后設(shè)計(jì)充氣桁架的折疊方案,以幾何適應(yīng)于蒙皮結(jié)構(gòu)折疊狀態(tài)。建立了協(xié)同折疊設(shè)計(jì)方法,并得到了參數(shù)化模型。方案實(shí)現(xiàn)了橫向和縱向同時(shí)折疊,橫向折疊率為2.67,縱向折疊率為8.82。基于改進(jìn)的彈簧-質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng),完成了充氣薄膜桁架結(jié)構(gòu)的充氣展開(kāi)動(dòng)力學(xué)仿真,得到了展開(kāi)動(dòng)力學(xué)行為和參數(shù)。仿真結(jié)果表明展開(kāi)過(guò)程平穩(wěn)可靠,未發(fā)生各構(gòu)件間的物理干涉,從而評(píng)估了協(xié)同折疊設(shè)計(jì)方案的合理性,為此類(lèi)結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1充氣薄膜桁架結(jié)構(gòu)

充氣薄膜桁架結(jié)構(gòu)由充氣縱桿、充氣橫桿和薄膜蒙皮構(gòu)成,如圖1所示。充氣縱桿和充氣橫桿的材料是厚度為200μm的Kapton-AL薄膜,彈性模量為14.35GPa,泊松比為0.3,密度為1420kg/m3。薄膜蒙皮的材料為厚度為200μm的Kapton織物,彈性模量為3G....

圖3折疊單元的平面幾何關(guān)系

相鄰幾個(gè)折疊單元折疊狀態(tài)的平面幾何示意如圖3所示。接下來(lái)評(píng)估三維折疊方案的折疊效率。由圖3可知,

圖5折疊過(guò)程運(yùn)動(dòng)學(xué)

在圖5中,當(dāng)薄膜完全展開(kāi)時(shí),θM=0,可得θG=0,θS=0。在折疊過(guò)程中,如果已知θM,可根據(jù)式(6)(7)得到θG,θS。完全折疊狀態(tài)時(shí),θΜ=π2,可得θG=π-2α,θS=π2。2.2蒙皮結(jié)構(gòu)折疊設(shè)計(jì)

圖6蒙皮結(jié)構(gòu)

如前所述,蒙皮結(jié)構(gòu)為內(nèi)切圓直徑為3460mm的12邊棱柱面,如圖6所示,展開(kāi)后為長(zhǎng)11125.20mm、寬3000mm-80mm=2920mm的矩形。長(zhǎng)度方向等分為k=12份,有d1+d2=927.10mm。根據(jù)第1.2小節(jié)的要求,充氣薄膜桁架結(jié)構(gòu)折疊后外....

本文編號(hào)：3907639