超彈性桿折展機構越來越多地用于太空衛(wèi)星光學薄膜的收攏和展開的支撐問題,為了避免使用過程因應力集中而產(chǎn)生疲勞裂紋,延長超彈性桿使用壽命,對復合材料超彈性桿在不同鋪層方式下壓扁后的應力進行了研究。首先,建立單元胞豆莢蜂窩桿有限元模型,使用顯示動力法對其壓扁后的狀態(tài)進行非線性數(shù)值分析。然后,通過復合材料單元胞豆莢蜂窩桿的不同鋪層方式下的壓扁后最大應力值建立徑向基函數(shù)代理模型。最后,利用ISIGHT軟件中的遺傳算法進行鋪層角度的優(yōu)化。仿真結果表明,在鋪設層數(shù)為兩層的情況下,兩層應力對應有限元結果與徑向基函數(shù)(RBF)結果之間的誤差都小于9.95%。復合材料單元胞豆莢蜂窩桿采用兩層鋪層時,最優(yōu)的鋪層角為第一層、第二層分別為81.962°和82.671°。

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【部分圖文】：

圖1 三種復合材料彈性桿

傳統(tǒng)豆莢桿如圖1(a)所示。單元胞豆莢蜂窩桿如圖1(b)所示,在中間部分兩圓弧段連接處多出一段平滑段,相比于傳統(tǒng)豆莢桿,它很容易構成多元胞豆莢蜂窩桿,如1(c)所示。圖1三種復合材料彈性桿

圖1 三種復合材料彈性桿

圖1三種復合材料彈性桿本文提出一種三棱錐支撐結構,能滿足光學薄膜展開后的剛度要求。它由頂端滾軸連接機構、單元胞豆莢蜂窩桿、根部滾軸連接機構和收攏鎖定機構組成。圖2(a)所示為該機構展開狀態(tài)模型,該機構分為頂部支撐光學薄膜部分和底部連接部分。頂部支撐光學薄膜部分為正三角形結構,由....

圖2 單元胞豆莢蜂窩桿三棱錐折展機構

本文提出一種三棱錐支撐結構,能滿足光學薄膜展開后的剛度要求。它由頂端滾軸連接機構、單元胞豆莢蜂窩桿、根部滾軸連接機構和收攏鎖定機構組成。圖2(a)所示為該機構展開狀態(tài)模型,該機構分為頂部支撐光學薄膜部分和底部連接部分。頂部支撐光學薄膜部分為正三角形結構,由3個頂端滾軸連接機構、3....

圖2 單元胞豆莢蜂窩桿三棱錐折展機構

圖2單元胞豆莢蜂窩桿三棱錐折展機構圖3單元胞豆莢蜂窩桿幾何示意圖

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