形狀記憶變剛度空間可展開結(jié)構的設計.pdf

1、形狀記憶復合材料是一種新型的智能材料，該材料不僅具有良好的承載能力，并且具有主動變形的功能。將形狀記憶復合材料作為功能結(jié)構材料應用于空間可展開結(jié)構中，是一種嶄新的智能結(jié)構應用形式，其應用形式有望使得航天器智能變形結(jié)構得到極大地發(fā)展。基于以上研究背景，本文以一種適應空間惡劣環(huán)境的形狀記憶環(huán)氧聚合物為研究基礎，制備了它的碳纖維增強復合材料，對其材料和結(jié)構進行了設計，并將其應用于空間鉸鏈結(jié)構和桁架結(jié)構。主要研究內(nèi)容包括：
　?、艤y試了形

2、狀記憶復合材料的熱-機械性能、單向板的基本力學性能、不同溫度環(huán)境下纖維布增強復合材料層合板的力學性能，并將單向板的彈性常數(shù)帶入經(jīng)典層合板理論中計算出層合板的彈性常數(shù)，與常溫測試的層合板彈性常數(shù)比較，二者吻合較好。
　?、埔陨鲜鰷y試結(jié)果作為設計的基本參數(shù)，運用經(jīng)典層合板理論及材料力學理論對層合板的幾何形狀、厚度、材料組分、加熱驅(qū)動方式進行了分析設計；運用ABAQUS有限元軟件對層合板彎曲過程進行仿真分析，得到其展開過程中的輸出力矩、

3、最大應力-應變等關系；同時應用ABAQUS有限元軟件優(yōu)化分析得到其最佳幾何形式、材料組分、厚度。
　　⑶以圓弧薄殼狀層合板結(jié)構作為鉸鏈結(jié)構和桁架結(jié)構的主要部件，初步設計出鉸鏈結(jié)構和桁架結(jié)構的整體模型；運用ADAMS動力學軟件對鉸鏈和桁架整體模型進行仿真模擬，得到其展開動力學特征。
　?、劝凑赵O計方案制備了鉸鏈結(jié)構和桁架結(jié)構，進行了層合板回復力的測試，成功實現(xiàn)了地面模擬失重情況下鉸鏈展開帆板和桁架展開的驗證實驗；將驗證結(jié)果與模