圆柱形可展柔性结构高收纳比折叠展开方案

• 作者: 蔡建国 钟一涵 王立武 陈旭 汪子哲 张骞 冯健
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 可展开结构 方案设计 模态分析 展开模拟 褶皱预测
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 机器人及机构学
• 页码范围: 19-28
• 页数: 10页
• 分类号: V443
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2022.01.019

摘要

随着人类对太空的逐步探索,大尺度空间可展开结构的应用日益广泛,对高收纳比的需求日益迫切.面向在轨舱体需求设计圆柱形可展柔性结构,结合折纸技术提出了两阶段、多维度的结构折展方案.针对高收纳比的技术要求,设计的可展柔性结构先执行平面内径向折展,后执行空间纵向折展,该折展方案的收纳比可达到98.6％.基于一阶基频的需求,对可展柔性结构的模态进行参数化分析,讨论充气管气压和膜面预应力的影响.采用有限元分析软件ABAQUS对结构的两阶段展开过程进行了动力学分析,验证了展开过程的平稳有序,形态变化与受力皆合理,证明了结构设计方案的可行性与合理性.最后,使用薄膜褶皱参数的通用计算流程对展开后的褶皱构形特征进行了估算,并预测了关键位置上的褶皱构形.