本文關(guān)鍵詞：薄膜反射面結(jié)構(gòu)折展方案設(shè)計(jì)與理論研究

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【摘要】：近年來,隨著航天事業(yè)的發(fā)展,薄膜反射面結(jié)構(gòu)以其具有質(zhì)量超輕、收攏體積小、易于折疊和展開等特點(diǎn)得到了各國科研人員的廣泛關(guān)注與應(yīng)用,具有廣闊應(yīng)用前景�，F(xiàn)階段,對(duì)薄膜反射面結(jié)構(gòu)的研究主要集中在傳統(tǒng)靜力分析方面,形態(tài)及展開過程方面研究較少。在總結(jié)國內(nèi)外薄膜反射面結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)展開過程的數(shù)值模擬和空間剪式鉸結(jié)構(gòu)展開過程的數(shù)值模擬,并重點(diǎn)對(duì)其展開過程的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行研究。主要研究內(nèi)容如下：采用非線性有限元軟件ABAQUS對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)展開過程進(jìn)行數(shù)值模擬,選定在進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí)所使用的計(jì)算模塊和單元,利用材料特性用戶子程序VUMAT修正ABAQUS本身membrane單元的應(yīng)力分布。對(duì)聚酰亞胺薄膜進(jìn)行單軸拉伸試驗(yàn)測(cè)試其材料性能,以確定數(shù)值模擬時(shí)所使用的材料參數(shù)。對(duì)帶折痕膜進(jìn)行單軸拉伸試驗(yàn),測(cè)定其等效彈性模量以確定數(shù)值模擬時(shí)折痕附近部分的材料參數(shù)。對(duì)miura單元的展開過程進(jìn)行模擬,給出平面度指標(biāo)和最大Mises應(yīng)力兩項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)來評(píng)價(jià)數(shù)值模擬的結(jié)果。通過改變加載點(diǎn)／驅(qū)動(dòng)點(diǎn)數(shù)量和加載時(shí)間來研究合理的加載形式和加載時(shí)間。對(duì)薄膜反射面結(jié)構(gòu)的展開過程進(jìn)行研究,對(duì)模擬依據(jù)的薄膜反射面結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹,對(duì)邊長為1m的等腰直角三角形反射面薄膜進(jìn)行找形分析,找出滿足平衡條件和結(jié)構(gòu)要求的表面形狀,對(duì)薄膜使用Miura折疊方案進(jìn)行折疊,通過改變參數(shù)0和L產(chǎn)生五個(gè)不同折疊方案的模型。采用ABAQUS軟件對(duì)五個(gè)模型的展開過程進(jìn)行模擬,通過分析五個(gè)不同模型的平面度指標(biāo)、應(yīng)力大小、折痕長度、折疊率等指標(biāo)來對(duì)Miura折疊方案的薄膜展開過程進(jìn)行比較,探索參數(shù)的改變對(duì)薄膜展開過程的影響。對(duì)空間剪式鉸結(jié)構(gòu)的模型進(jìn)行設(shè)計(jì)與模型制作,對(duì)實(shí)體模型設(shè)置控制系統(tǒng),以控制空間剪式鉸結(jié)構(gòu)折疊與展開。對(duì)空間剪式鉸結(jié)構(gòu)的展開過程進(jìn)行數(shù)值模擬,對(duì)展開模型進(jìn)行基于特征值屈曲模態(tài)的一致缺陷模態(tài)法分析,通過改變初始缺陷的大小,以研究不同的缺陷大小對(duì)于空間剪式鉸結(jié)構(gòu)展開過程的影響。
【關(guān)鍵詞】：薄膜反射面結(jié)構(gòu) 數(shù)值模擬 折疊展開 評(píng)價(jià)指標(biāo) 缺陷分析
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V414.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 前言9
• 1.2 太陽帆的應(yīng)用和發(fā)展9-15
• 1.2.1 太陽帆的概念與原理9-10
• 1.2.2 太陽帆的發(fā)展10-12
• 1.2.3 太陽帆展開方式研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 薄膜反射面天線的簡(jiǎn)介與研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 氣壓成形法15-16
• 1.3.2 吊裝成形法16-17
• 1.3.3 靜電拉伸成形法17
• 1.4 薄膜反射面結(jié)構(gòu)折展方案的研究思路及研究意義17-21
• 1.4.1 薄膜折展方案的研究方向及研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4.2 伸展臂的研究方向及現(xiàn)狀18
• 1.4.3 本文的主要工作18-21
• 第二章 薄膜結(jié)構(gòu)展開過程數(shù)值模擬21-51
• 2.1 數(shù)值模擬計(jì)算模塊與單元的選用21-27
• 2.1.1 計(jì)算程序與單元簡(jiǎn)介21-23
• 2.1.2 材料特性用戶子程序VUMAT簡(jiǎn)介23-25
• 2.1.3 算例25-27
• 2.2 材性試驗(yàn)27-31
• 2.2.1 應(yīng)變測(cè)量方法簡(jiǎn)介28-29
• 2.2.2 試驗(yàn)結(jié)果29-31
• 2.3 帶折痕膜的等效彈性模量31-32
• 2.4 薄膜展開過程數(shù)值模擬的注意事項(xiàng)32-33
• 2.5 miura單元的展開過程模擬33-50
• 2.5.1 加載點(diǎn)/驅(qū)動(dòng)點(diǎn)數(shù)量的研究34-40
• 2.5.2 加載時(shí)間研究40-50
• 2.6 本章小結(jié)50-51
• 第三章 薄膜反射面結(jié)構(gòu)展開過程研究51-73
• 3.1 薄膜反射面結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)介51-52
• 3.2 薄膜結(jié)構(gòu)的找形52-54
• 3.3 Miura折疊方案簡(jiǎn)介54-56
• 3.4 薄膜折疊及展開過程要求56
• 3.5 不同參數(shù)方案展開過程比較56-71
• 3.5.1 模型一展開過程58-61
• 3.5.2 模型二展開過程61-63
• 3.5.3 模型三展開過程63-66
• 3.5.4 模型四展開過程66-68
• 3.5.5 模型五展開過程68-70
• 3.5.6 五個(gè)模型展開結(jié)果的比較與分析70-71
• 3.6 本章小結(jié)71-73
• 第四章 空間剪式鉸結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)與展開過程模擬73-91
• 4.1 空間剪式鉸模型的設(shè)計(jì)與模型制作73-78
• 4.1.1 模型設(shè)計(jì)與制作73-76
• 4.1.2 控制系統(tǒng)設(shè)置76-78
• 4.2 空間剪式鉸結(jié)構(gòu)展開過程模擬78-88
• 4.2.1 有限元模型的建立與展開過程模擬78-80
• 4.2.2 基于特征值屈曲模態(tài)的一致缺陷模態(tài)法分析80-88
• 4.3 空間剪式鉸模型的運(yùn)動(dòng)過程展示88-90
• 4.4 本章小結(jié)90-91
• 第五章 總結(jié)與展望91-93
• 5.1 總結(jié)91-92
• 5.2 展望92-93
• 致謝93-95
• 參考文獻(xiàn)95-97

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張逸群;楊東武;杜敬利;;周邊桁架可展開天線小沖擊展開過程設(shè)計(jì)[J];宇航學(xué)報(bào);2011年05期

2 王磊磊;黃護(hù)林;;可充氣聚焦器的展開過程及聚焦性能仿真[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

3 谷文韜;王三民;許家棟;;徑射狀空間可展天線展開過程的智能控制研究[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2006年11期

4 李春貴;王三民;袁茹;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空間可展天線展開過程智能控制研究[J];機(jī)床與液壓;2006年12期

5 張逸群;段寶巖;李團(tuán)結(jié);;空間可展開天線展開過程軌跡與控制系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2011年09期

6 張展智;趙國偉;焦景勇;黃海;;空間薄壁式伸展臂的展開仿真與卷曲方式研究[J];宇航學(xué)報(bào);2013年03期

7 關(guān)富玲;劉亮;;四面體構(gòu)架式可展天線展開過程控制及測(cè)試[J];工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào);2010年05期

8 胡明;張苗苗;陳文華;徐國民;錢萍;潘駿;;考慮鉸間隙的折疊翼展開機(jī)構(gòu)展開過程碰撞動(dòng)力學(xué)仿真分析[J];機(jī)械制造;2011年09期

9 游斌弟;王興貴;陳軍;;衛(wèi)星太陽陣展開鎖緊過程沖擊振動(dòng)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2012年21期

10 安源;谷松;金光;;衛(wèi)星太陽翼展開運(yùn)動(dòng)的分析及仿真[J];中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué);2009年01期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 衛(wèi)劍征;苗常青;譚惠豐;杜星文;;空間充氣展開結(jié)構(gòu)展開過程仿真分析[A];首屆全國航空航天領(lǐng)域中的力學(xué)問題學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2004年

2 吳江;尹立新;楊黔龍;趙治華;任革學(xué);;星載卷筒式展開機(jī)構(gòu)的多體動(dòng)力學(xué)建模[A];中國力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

3 楊雷;曲廣吉;;有限段法用于衛(wèi)星太陽翼展開過程動(dòng)力學(xué)仿真的應(yīng)用研究[A];2005全國結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)學(xué)術(shù)論文集[C];2005年

4 孫健;楊萱;;套筒式伸展臂展開過程中的強(qiáng)度仿真分析[A];中國空間科學(xué)學(xué)會(huì)第七次學(xué)術(shù)年會(huì)會(huì)議手冊(cè)及文集[C];2009年

5 曹麗;周志成;曲廣吉;;星載大型天線展開過程柔性耦合動(dòng)力學(xué)綜合建模研究[A];全國結(jié)構(gòu)振動(dòng)與動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

6 楊暉柱;張其林;丁潔民;;可展索桿結(jié)構(gòu)展開過程的分析方法[A];第三屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2003年

7 胡騰;葉紅玲;趙春華;;太陽翼簧片展開過程的動(dòng)力學(xué)分析[A];北京力學(xué)會(huì)第20屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 衛(wèi)劍征;空間折疊薄膜管充氣展開過程氣固耦合問題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

2 張逸群;柔性空間可展開天線的結(jié)構(gòu)與控制集成設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 徐虎榮;周邊桁架式可展開天線展開過程動(dòng)力學(xué)分析、控制與實(shí)驗(yàn)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

2 丁一凡;薄膜反射面結(jié)構(gòu)折展方案設(shè)計(jì)與理論研究[D];東南大學(xué);2015年

3 張佳興;周邊桁架可展開天線展開過程控制方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

4 趙林燕;星載可展開天線展開過程的仿真與分析[D];西安電子科技大學(xué);2011年

5 謝雅琪;平面柔性可展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及展開研究[D];浙江大學(xué);2013年

6 紀(jì)斌;剪式可展桁架展開過程動(dòng)力學(xué)分析[D];南京航空航天大學(xué);2012年

7 安明明;空間可展開結(jié)構(gòu)的分析與仿真研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：694034