薄壁管狀空間伸展臂收展數值模擬與試驗.pdf

1、空間伸展臂是最基本的一類空間展開折疊結構,是研究開發(fā)大型空間可展結構體系的基礎,目前研究與應用十分活躍。薄壁管狀空間伸展臂通過地面收攏存儲彈性應變能,在軌應變能逐漸釋放形狀回彈,恢復其初始形態(tài),最后完成展開直至穩(wěn)定狀態(tài),具有收展機構簡單、質輕、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用。我國從上世紀九十年代初開始了空間可展開結構技術研究,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、試驗與數值模擬結果對比分析及薄壁管伸展臂兩種不同收展過程分析。
　　首先,根據薄壁管段拉扁和壓扁機理,給出薄壁管段拉扁、壓扁過程數值分析方法,深入比較分析了各力學性能變化規(guī)律,包括針對拉扁機構建立拉扁的模擬方法,拉扁和壓扁過程應力、應變和載荷-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,并與數值模擬結果進行比較分析。給出了詳細的試驗方案,通過對試驗測試結果與計算分析結果的對比分析,得出第二章中的模擬分析方法可靠,可以得到復合材料各層的應力、應變變化規(guī)律,證明拉扁和壓扁都是大位移小應變過程。同時,拉扁和壓扁過程中薄壁管段應力、應變及載荷-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值模擬分析。通過分析兩種收展過程中復