盤繞式空間伸展臂力學(xué)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(chǔ)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(diǎn),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(jìn)行力學(xué)性能分析和試驗(yàn)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(yàn)、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(yùn)用彈性細(xì)桿非線性力學(xué)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(yàn)機(jī)構(gòu),并對玻璃纖維增強(qiáng)材料的構(gòu)件進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)得到了試驗(yàn)材料彎

3、曲性能參數(shù)和幾何限制,同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了試件破壞的方式和特點(diǎn),可以對節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)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(jìn)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(jì)兩種不同盤繞方法,并進(jìn)行了結(jié)果對比,得到了盤繞式伸展臂整體盤繞的力學(xué)行為及幾何特點(diǎn)。
　　最后,對支撐邊框的部件進(jìn)行了模態(tài)分析,并研究了設(shè)計(jì)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(jìn)行了模態(tài)