充氣薄膜桁架結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于大型空間充氣薄膜航天器的展開部件和支撐結(jié)構(gòu)。研究了充氣薄膜桁架結(jié)構(gòu)的協(xié)同折疊設(shè)計方案,首先推導了蒙皮結(jié)構(gòu)的折疊狀態(tài)幾何公式,然后設(shè)計充氣桁架的折疊方案,以幾何適應(yīng)于蒙皮結(jié)構(gòu)折疊狀態(tài)。建立了協(xié)同折疊設(shè)計方法,并得到了參數(shù)化模型。方案實現(xiàn)了橫向和縱向同時折疊,橫向折疊率為2.67,縱向折疊率為8.82�；诟倪M的彈簧-質(zhì)點系統(tǒng),完成了充氣薄膜桁架結(jié)構(gòu)的充氣展開動力學仿真,得到了展開動力學行為和參數(shù)。仿真結(jié)果表明展開過程平穩(wěn)可靠,未發(fā)生各構(gòu)件間的物理干涉,從而評估了協(xié)同折疊設(shè)計方案的合理性,為此類結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖1充氣薄膜桁架結(jié)構(gòu)

充氣薄膜桁架結(jié)構(gòu)由充氣縱桿、充氣橫桿和薄膜蒙皮構(gòu)成,如圖1所示。充氣縱桿和充氣橫桿的材料是厚度為200μm的Kapton-AL薄膜,彈性模量為14.35GPa,泊松比為0.3,密度為1420kg/m3。薄膜蒙皮的材料為厚度為200μm的Kapton織物,彈性模量為3G....

圖3折疊單元的平面幾何關(guān)系

相鄰幾個折疊單元折疊狀態(tài)的平面幾何示意如圖3所示。接下來評估三維折疊方案的折疊效率。由圖3可知,

圖5折疊過程運動學

在圖5中,當薄膜完全展開時,θM=0,可得θG=0,θS=0。在折疊過程中,如果已知θM,可根據(jù)式(6)(7)得到θG,θS。完全折疊狀態(tài)時,θΜ=π2,可得θG=π-2α,θS=π2。2.2蒙皮結(jié)構(gòu)折疊設(shè)計

圖6蒙皮結(jié)構(gòu)

如前所述,蒙皮結(jié)構(gòu)為內(nèi)切圓直徑為3460mm的12邊棱柱面,如圖6所示,展開后為長11125.20mm、寬3000mm-80mm=2920mm的矩形。長度方向等分為k=12份,有d1+d2=927.10mm。根據(jù)第1.2小節(jié)的要求,充氣薄膜桁架結(jié)構(gòu)折疊后外....

本文編號：3907639