自驅(qū)動折疊結(jié)構(gòu)的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,自驅(qū)動智能折疊結(jié)構(gòu)和以形狀記憶合金為代表的智能材料在各個領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增多。通過記憶合金相變產(chǎn)生的力與形變來驅(qū)動折疊結(jié)構(gòu),從而達(dá)到對可折疊結(jié)構(gòu)的控制是本文研究的主要內(nèi)容。這種自驅(qū)動折疊結(jié)構(gòu)可以廣泛應(yīng)用于土木工程(如體育場開合屋蓋)、航空(智能可變機(jī)翼)、航天(空間站折疊天線)等領(lǐng)域?;谝陨纤觯疚牡难芯抗ぷ魅缦?
  (1)對單頂點(diǎn)四折痕折紙模型折疊過程的驅(qū)動路徑進(jìn)行了分析,并在考慮對稱運(yùn)動控制約束的條件下分析了六折痕

2、的折紙單元模型運(yùn)動路徑的研究。完成了形狀記憶合金絲的相變溫度試驗(yàn),拉伸試驗(yàn),殘余應(yīng)變測試和恢復(fù)力測試,確定了形狀記憶合金絲的基本性能。通過理論驗(yàn)算預(yù)拉伸形狀記憶合金絲對有厚度折板構(gòu)件驅(qū)動的可行性,并根據(jù)四折痕模型的一種運(yùn)動路徑,嘗試用形狀記憶合金絲進(jìn)行驅(qū)動,模型最終達(dá)到了一定的折疊效果。
  (2)對金屬材料的柔性鉸性能進(jìn)行了有限元分析與實(shí)驗(yàn)研究。常規(guī)的折紙模型在理想狀態(tài)下是沒有任何剛度的,因此對其驅(qū)動存在著不可控性。當(dāng)在折板構(gòu)件

3、中部布置柔性鉸時,可以通過力或者能量控制其折疊/展開的進(jìn)程。比較不同柔性鉸的折疊效果,通過提出的相關(guān)折疊性能指標(biāo)進(jìn)行評價。根據(jù)對比結(jié)果選擇適當(dāng)?shù)娜嵝糟q形式將其應(yīng)用在Miura折紙模型中。闡述了驅(qū)動能量與折疊程度的相關(guān)聯(lián)性,并對不同柔性鉸模型在折疊達(dá)到特定角度的情況下,計(jì)算所需驅(qū)動力以及驅(qū)動能量。
  (3)考慮到構(gòu)件折疊時所產(chǎn)生的面外變形,嘗試建立可以針對構(gòu)件面外變形進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測與自動調(diào)節(jié)的智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。以光纖光柵和形狀記憶合金兩

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