空間可展開結(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)，其折疊展開自如的能力展現(xiàn)了一個嶄新的應(yīng)用前景。一些研究機構(gòu)已經(jīng)提出了許多可展結(jié)構(gòu)工程樣機，其中僅由剛性連桿和鉸接轉(zhuǎn)動副構(gòu)成的X型可展結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單，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。可展結(jié)構(gòu)另一種主要的作用是應(yīng)用于可展開天線方面。其中鉸接肋天線結(jié)構(gòu)形式簡單、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，易于實現(xiàn)大型化。 根據(jù)一種徑向可展開平面多桿機構(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的軌跡方程，分析了鉸接點沿徑向運動時剪式單元中的結(jié)構(gòu)約束條件，建立了剪式結(jié)構(gòu)單元的運動學(xué)方程。然后采用坐標(biāo)變換方法建立了可展開機構(gòu)展開過程的運動學(xué)模型，揭示了這種可展開機構(gòu)一些新的特性，包括最大展開范圍條件和成角構(gòu)件結(jié)構(gòu)間的關(guān)系。通過分析所有鉸接點均沿徑向運動的特例，建立了多層可展開機構(gòu)的結(jié)構(gòu)關(guān)系及運動學(xué)模型。給出的各種仿真實例

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