盤繞式空間伸展臂力學行為研究.pdf

1、盤繞式伸展臂是空間可展桁架體系的基本形式之一,是空間伸展臂的應(yīng)用形式之一,是研究開發(fā)大型空間可展結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。在地面上,盤繞式伸展臂連續(xù)縱桿發(fā)生彈性屈曲,并按螺旋方式盤繞存儲應(yīng)變能,展開狀態(tài)下彈性應(yīng)變能逐漸釋放,伸展臂展開直至最終的穩(wěn)定工作狀態(tài)。因其具有構(gòu)造簡單、質(zhì)量輕便、可靠性高、收納率高等特點,已經(jīng)得到國內(nèi)外廣泛的關(guān)注與研究。
　　本文圍繞盤繞式空間伸展臂的盤繞過程進行力學性能分析和試驗研究,主要內(nèi)容包括連續(xù)縱桿空間狀態(tài)的理論研

2、究、連續(xù)縱桿大轉(zhuǎn)角大變形純彎曲試驗、單根縱桿盤繞分析、盤繞式伸展臂整體盤繞分析和支撐邊框的部件和整體模態(tài)分析。
　　首先,根據(jù)盤繞式空間伸展臂連續(xù)縱桿在盤繞過程中的形態(tài),引入一定的假設(shè),運用彈性細桿非線性力學的理論,求解了平面內(nèi)純彎曲和空間螺旋線兩種典型形態(tài),得到了維持平衡的條件及外力與變形之間的關(guān)系。
　　其次,為研究縱桿彎曲行為,研制了大轉(zhuǎn)角大變形純彎曲試驗機構(gòu),并對玻璃纖維增強材料的構(gòu)件進行了試驗。試驗得到了試驗材料彎

3、曲性能參數(shù)和幾何限制,同時還發(fā)現(xiàn)了試件破壞的方式和特點,可以對節(jié)點設(shè)計給出一定參考。
　　再次,采用非線性靜力法,對單節(jié)距單根縱桿進行初步盤繞分析,并對比盤繞方法和策略。然后以盤繞式伸展臂整體為研究對象,設(shè)計兩種不同盤繞方法,并進行了結(jié)果對比,得到了盤繞式伸展臂整體盤繞的力學行為及幾何特點。
　　最后,對支撐邊框的部件進行了模態(tài)分析,并研究了設(shè)計參數(shù)對部件自振頻率及模態(tài)的影響。然后針對兩種不同幾何尺寸的支撐邊框整體進行了模態(tài)