薄壁管狀空間伸展臂收展數(shù)值模擬與試驗.pdf

1、空間伸展臂是最基本的一類空間展開折疊結(jié)構(gòu),是研究開發(fā)大型空間可展結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ),目前研究與應(yīng)用十分活躍。薄壁管狀空間伸展臂通過地面收攏存儲彈性應(yīng)變能,在軌應(yīng)變能逐漸釋放形狀回彈,恢復(fù)其初始形態(tài),最后完成展開直至穩(wěn)定狀態(tài),具有收展機構(gòu)簡單、質(zhì)輕、展開可靠性高等優(yōu)點。美國、俄羅斯等從二十世紀六十年代就已開始研究并成功應(yīng)用。我國從上世紀九十年代初開始了空間可展開結(jié)構(gòu)技術(shù)研究,開展了一些伸展臂的新概念探索、分析理論與工程樣機研究等。
　　

2、本文圍繞薄壁管狀伸展臂的收展過程,進行力學(xué)性能分析和試驗研究,主要包括薄壁管拉扁過程分析、薄壁管壓扁過程分析、薄壁管拉扁過程試驗、薄壁管壓扁過程試驗、試驗與數(shù)值模擬結(jié)果對比分析及薄壁管伸展臂兩種不同收展過程分析。
　　首先,根據(jù)薄壁管段拉扁和壓扁機理,給出薄壁管段拉扁、壓扁過程數(shù)值分析方法,深入比較分析了各力學(xué)性能變化規(guī)律,包括針對拉扁機構(gòu)建立拉扁的模擬方法,拉扁和壓扁過程應(yīng)力、應(yīng)變和載荷-位移變化規(guī)律。
　　其次,進行了薄

3、壁管拉扁和壓扁過程試驗,并與數(shù)值模擬結(jié)果進行比較分析。給出了詳細的試驗方案,通過對試驗測試結(jié)果與計算分析結(jié)果的對比分析,得出第二章中的模擬分析方法可靠,可以得到復(fù)合材料各層的應(yīng)力、應(yīng)變變化規(guī)律,證明拉扁和壓扁都是大位移小應(yīng)變過程。同時,拉扁和壓扁過程中薄壁管段應(yīng)力、應(yīng)變及載荷-位移都有相似變化規(guī)律,反映了薄壁管段的相似特性。
　　最后,采用顯示動力積分法,對薄壁管伸展臂的兩種不同收展過程進行了數(shù)值模擬分析。通過分析兩種收展過程中復(fù)