可展桁架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及動(dòng)力學(xué)分析研究.pdf

1、可展桁架結(jié)構(gòu)是近些年發(fā)展起來的一種新型折疊結(jié)構(gòu)體系，在航空航天，機(jī)械工程和日常生活中都有廣泛地應(yīng)用。本文對可展桁架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和動(dòng)力學(xué)分析進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。
　　 首先，結(jié)合車載式自動(dòng)遮陽裝置支撐結(jié)構(gòu)的功能要求、應(yīng)用環(huán)境需求分析結(jié)果以及現(xiàn)有可展桁架結(jié)構(gòu)型式的特性對比，選定在剪式單元可展開折疊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理上進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，并提出基本運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)則和約束條件，完成拋物面型和圓柱面型兩種可展桁架的賦形設(shè)計(jì)，同時(shí)通過ADAMS仿真軟件實(shí)現(xiàn)圓

2、柱面可展桁架的運(yùn)動(dòng)仿真，驗(yàn)證幾何設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)的可行性。按照本文的設(shè)計(jì)原理，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)可展桁架按任意曲線賦形，豐富了多連桿折疊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。
　　 其次，采用有限單元法建立圓柱面可展桁架展開狀態(tài)下的有限元模型，并通過模態(tài)分析掌握了鉸接桿、支撐軸截面尺寸變化和等效集中質(zhì)量變化對結(jié)構(gòu)整體模態(tài)和剛度的影響，同時(shí)結(jié)合可展桁架結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境完成強(qiáng)風(fēng)載荷的分析。并以上述的分析結(jié)果為依據(jù)，選擇鉸接圓管外徑和壁厚為優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，建立數(shù)學(xué)優(yōu)化

3、模型，再利用ANSYS軟件進(jìn)行圓柱面可展桁架的截面尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)，以獲得滿足最佳設(shè)計(jì)要求的截面尺寸參數(shù)。
　　 然后，針對圓柱面可展桁架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，應(yīng)用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論的拉格朗日方法建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，通過運(yùn)動(dòng)求解分析其動(dòng)力特性，得出驅(qū)動(dòng)力模式與桁架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，并通過ADAMS動(dòng)力學(xué)分析軟件驗(yàn)證上述方法的正確性。最后結(jié)合虛擬樣機(jī)技術(shù)和有限元技術(shù)將可展桁架中的關(guān)鍵鉸接桿柔性化，簡單、方便地實(shí)現(xiàn)了剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真求解，分析柔