利用階躍現(xiàn)象的自鎖式雙拱折疊結構展開過程研究.pdf

1、折疊結構是近十幾年來發(fā)展起來的一種新型空間結構,是可展開結構的一種.本文主要包括以下四個部分.第一部分主要是對折疊結構進行了系統(tǒng)的分類,并對其構成特點進行了說明.第二部分系統(tǒng)地分析了自鎖式折疊結構的幾何設計過程,基本要求是結構可以自由收展且結構在完全展開或收納狀態(tài)下桿件處于無應力狀態(tài),根據(jù)這條原則得到幾何約束方程,并對幾何設計過程進行了簡化,最后,考慮節(jié)點尺寸的影響,建立具有節(jié)點尺寸的幾何約束方程.第三部分分析了階躍失穩(wěn)現(xiàn)象的特點,然后

2、推導了剪式單元剛度矩陣,并對其力學模型進行了分析,從而說明了有限元中的梁單元以及主從節(jié)點技術完全可以用來模擬自鎖式折疊結構中的剪式單元.第四部分介紹了負剛度問題及其在結構分析中的特點,以及用來追蹤階躍失穩(wěn)現(xiàn)象的弧長法,并給出了控制方程.然后利用ANSYS建立曲面單元有限元模型,對其收納過程進行了分析,得出了荷載位移關系曲線,以及收納過程的構形變化情況,從中捕捉到了階躍失穩(wěn)現(xiàn)象.接下來分析了主要參數(shù)對結構自鎖性能的影響,最后,進一步把分析