本文關(guān)鍵詞：仿生充氣可展開結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：可展結(jié)構(gòu)作為一種重要結(jié)構(gòu)，，無(wú)論是在軍事上還是在航天領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。由于受到運(yùn)輸系統(tǒng)的體積和成本限制，可展結(jié)構(gòu)通常要求較大的展開/收縮體積比或面積比及極高的可靠性，這就使得可展結(jié)構(gòu)的研發(fā)面臨一系列理論、方法和技術(shù)等方面的挑戰(zhàn)。 將仿生學(xué)原理應(yīng)用在展開結(jié)構(gòu)當(dāng)中，這對(duì)于展開結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)是一個(gè)新的設(shè)計(jì)理念，對(duì)仿生學(xué)來(lái)說(shuō)又將會(huì)是一個(gè)新的研究方向。這種新型仿生展開結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要對(duì)傳統(tǒng)的展開結(jié)構(gòu)進(jìn)行廣泛而深入的研究，綜合考慮展開結(jié)構(gòu)的展開機(jī)理與構(gòu)型，汲取仿生學(xué)在其他研究領(lǐng)域當(dāng)中的成功經(jīng)驗(yàn)。自然界中昆蟲種類繁多，但蝴蝶的羽化發(fā)育過程較為典型，因此本文針對(duì)如何根據(jù)蝴蝶翅膀的羽化發(fā)育機(jī)理設(shè)計(jì)新型展開結(jié)構(gòu)展開了深入研究，研究?jī)?nèi)容主要包括以下三方面： （1）首先對(duì)蝴蝶羽化發(fā)育機(jī)理進(jìn)行深入的研究。蝴蝶翅膀的發(fā)育經(jīng)歷了蛹內(nèi)發(fā)育與蛹外發(fā)育兩個(gè)過程，蛹內(nèi)發(fā)育主要為蝴蝶翅膀中翅脈的形成。蛹外發(fā)育時(shí)間相對(duì)于蛹內(nèi)發(fā)育較短，其主要過程是翅脈不斷地充注液體，使得翅膀得以展開，這一過程為仿生可展開結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了較好的生物學(xué)模型。 （2）根據(jù)蝴蝶翅膀的特點(diǎn)建立展開結(jié)構(gòu)的仿真模型。將仿真模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，有限元前處理后導(dǎo)出K文件，計(jì)算結(jié)構(gòu)仿真參數(shù)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果修改K文件，修改完畢后遞交求解器求解，最后可以查看仿生充氣可展開結(jié)構(gòu)的仿真結(jié)果。仿真結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)可以順利展開，且展開過程比較穩(wěn)定。據(jù)此制作了樣機(jī)模型，并且進(jìn)行充氣展開實(shí)驗(yàn)。 （3）針對(duì)已制作樣機(jī)存在的不足，對(duì)樣機(jī)模型進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，設(shè)計(jì)另一種具有更好結(jié)構(gòu)性能的樣機(jī)。對(duì)模型進(jìn)行有限元分析，確定虛擬樣機(jī)的最終構(gòu)型。最后制作樣機(jī)，并且對(duì)樣機(jī)進(jìn)行充氣展開實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，進(jìn)一步證明了仿生充氣可展開結(jié)構(gòu)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：展開結(jié)構(gòu) 仿生 充氣 蝴蝶 仿真分析
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH122;TB17
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目錄9-12
• 第1章 緒論12-27
• 1.1 研究目的和意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)13-24
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀14-24
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線24-26
• 1.4 論文總體結(jié)構(gòu)26-27
• 第2章 基于蝴蝶翅膀的展開機(jī)理研究27-40
• 2.1 展開結(jié)構(gòu)概述27-28
• 2.1.1 展開結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介27
• 2.1.2 展開結(jié)構(gòu)的分類27-28
• 2.2 仿生學(xué)概述28-32
• 2.2.1 仿生學(xué)的概念與發(fā)展28-30
• 2.2.2 仿生學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域30-31
• 2.2.3 仿生學(xué)的設(shè)計(jì)理念31-32
• 2.3 仿生學(xué)與展開結(jié)構(gòu)32-36
• 2.3.1 傳統(tǒng)仿生學(xué)展開結(jié)構(gòu)33-34
• 2.3.2 新型仿生學(xué)展開結(jié)構(gòu)34-36
• 2.4 蝴蝶羽化發(fā)育展開機(jī)理36-39
• 2.4.1 蝴蝶翅膀蛹內(nèi)發(fā)育過程36-39
• 2.4.2 蝴蝶翅膀蛹外發(fā)育過程39
• 2.5 本章小結(jié)39-40
• 第3章 仿生充氣可展開結(jié)構(gòu)的仿真與分析40-72
• 3.1 建立展開機(jī)構(gòu)的仿真模型40-42
• 3.2 展開結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分42-48
• 3.2.1 HyperMesh 軟件簡(jiǎn)介42-44
• 3.2.2 模型的導(dǎo)入與網(wǎng)格的劃分44-47
• 3.2.3 模型的導(dǎo)出47-48
• 3.3 展開結(jié)構(gòu)的有限元處理48-52
• 3.3.1 ANSYS/LS-DYNA 軟件簡(jiǎn)介與分析步驟48-49
• 3.3.2 模型前處理49-51
• 3.3.3 模型的加載與輸出51-52
• 3.4 仿真參數(shù)的計(jì)算52-66
• 3.4.1 計(jì)算結(jié)構(gòu)充氣壓力52-53
• 3.4.2 結(jié)構(gòu)展開彎矩53-55
• 3.4.3 結(jié)構(gòu)薄壁處應(yīng)力計(jì)算55-64
• 3.4.4 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核64-66
• 3.5 修改 K 文件66
• 3.6 LS-DYNA SOLVER 求解與 LS-PREPOST 后處理66-68
• 3.7 展開軌跡分析68-70
• 3.7.1 空間軌跡曲線68-69
• 3.7.2 各坐標(biāo)對(duì)時(shí)間的曲線擬合69-70
• 3.8 制作樣機(jī)模型70-71
• 3.9 本章小結(jié)71-72
• 第4章 仿生充氣可展開結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)72-88
• 4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基本思路72-73
• 4.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基本過程73-75
• 4.3 充氣可展開結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化75-78
• 4.3.1 拓?fù)鋬?yōu)化的定義75
• 4.3.2 拓?fù)鋬?yōu)化的基本步驟75-76
• 4.3.3 優(yōu)化充氣結(jié)構(gòu)的初級(jí)構(gòu)型76-78
• 4.4 建立仿生充氣可展開結(jié)構(gòu)78-79
• 4.5 整體結(jié)構(gòu)的有限元分析79-87
• 4.5.1 展開結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析80-81
• 4.5.2 展開結(jié)構(gòu)模態(tài)分析81-82
• 4.5.3 展開結(jié)構(gòu)譜分析82-85
• 4.5.4 展開結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析85-86
• 4.5.5 展開結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)分析86-87
• 4.6 本章小結(jié)87-88
• 第5章 仿生充氣可展開結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)與分析88-93
• 5.1 展開結(jié)構(gòu)的樣機(jī)制作88-91
• 5.1.1 展開結(jié)構(gòu)動(dòng)力來(lái)源88-89
• 5.1.2 模型材料的選擇以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)89-91
• 5.2 樣機(jī)展開實(shí)驗(yàn)91-92
• 5.3 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果92
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)過程92
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果92
• 5.4 本章小結(jié)92-93
• 結(jié)論93-95
• 參考文獻(xiàn)95-102
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果102-103
• 致謝103-104

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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2 張玉珠,李建國(guó);可伸縮式轉(zhuǎn)移居住艙結(jié)構(gòu)方案的探討[J];飛機(jī)設(shè)計(jì);2002年04期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 徐彥;充氣可展開天線精度及展開過程分析研究[D];浙江大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：仿生充氣可展開結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：399656