空間可展開(kāi)結(jié)構(gòu)的分析與仿真研究.pdf

1、可展結(jié)構(gòu)是一種新型的工程結(jié)構(gòu)，其折疊展開(kāi)自如的能力展現(xiàn)了一個(gè)嶄新的應(yīng)用前景。一些研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)提出了許多可展結(jié)構(gòu)工程樣機(jī)，其中僅由剛性連桿和鉸接轉(zhuǎn)動(dòng)副構(gòu)成的X型可展結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)幾何單元一致性、重復(fù)性好，高剛度、高抗振及靈活的幾何設(shè)計(jì)等特征，因此，在建筑工程，大型空間可展結(jié)構(gòu)方面具有廣泛的應(yīng)用前景?？烧菇Y(jié)構(gòu)另一種主要的作用是應(yīng)用于可展開(kāi)天線方面。其中鉸接肋天線結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、折疊體積小(收納率高)、有著較輕質(zhì)量和更小的裝載直徑和高

2、度，易于實(shí)現(xiàn)大型化。 根據(jù)一種徑向可展開(kāi)平面多桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)幾何關(guān)系，推導(dǎo)了成角構(gòu)件組成的剪式單元鉸接點(diǎn)的軌跡方程，分析了鉸接點(diǎn)沿徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)剪式單元中的結(jié)構(gòu)約束條件，建立了剪式結(jié)構(gòu)單元的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。然后采用坐標(biāo)變換方法建立了可展開(kāi)機(jī)構(gòu)展開(kāi)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，揭示了這種可展開(kāi)機(jī)構(gòu)一些新的特性，包括最大展開(kāi)范圍條件和成角構(gòu)件結(jié)構(gòu)間的關(guān)系。通過(guò)分析所有鉸接點(diǎn)均沿徑向運(yùn)動(dòng)的特例，建立了多層可展開(kāi)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)關(guān)系及運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。給出的各種仿真實(shí)例

3、表明了該運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的正確性。 根據(jù)拋物面天線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析了焦徑比對(duì)天線主要性能的影響。根據(jù)鉸接肋天線的結(jié)構(gòu)關(guān)系及運(yùn)動(dòng)原理，利用C++Builder和虛擬樣機(jī)軟件研制了鉸接肋可展開(kāi)天線的展開(kāi)過(guò)程分析與仿真軟件，能自動(dòng)完成可展開(kāi)天線展開(kāi)過(guò)程的多剛體動(dòng)力學(xué)分析和多柔體動(dòng)力學(xué)分析。分析了周邊桁架式可展天線不同的摩擦力分布對(duì)天線展開(kāi)過(guò)程的影響，進(jìn)行了不同口徑下斜索拉力對(duì)比。研究了考慮庫(kù)侖摩擦力的周邊桁架式可展天線展開(kāi)過(guò)程正動(dòng)力學(xué)分析。