刘 涛,韩 涵,唐国安,崔琦峰,咸奎成,彭志龙

(1.复旦大学 航空航天系,上海 200433; 2.上海宇航系统工程研究所,上海201109)



伸展机构地面屈曲试验的重力影响及修正方法研究

刘 涛1、2,韩 涵2,唐国安1,崔琦峰2,咸奎成2,彭志龙2

(1.复旦大学 航空航天系,上海 200433; 2.上海宇航系统工程研究所,上海201109)

针对重力造成的空间伸展机构在轨环境与地面试验环境的差异，根据伸展机构的边界条件将其简化为根部固支、端部自由的悬臂梁模型，梁受均布力，理论计算了均布力和集中载荷对梁屈曲的影响。建立了14，30 m两种伸展机构的有限元模型，对伸展机构施加重力载荷，计算了其静态非线性，将特征值法获取的伸展机构非线性屈曲模态引入弧长法求解伸展机构的屈曲承载能力。结果表明：当伸展机构达到一定高度后，须对地面试验结果进行修正；均布载荷可近似等效为在伸展机构的端部施加0.32倍的集中力载荷。分析结果对指导同类伸展机构的静力试验有一定的指导意义。

伸展机构； 重力； 屈曲； 弧长法； 均布载荷； 集中力载荷； 地面试验； 修正

0 引言

空间伸展机构是目前在轨应用较多的大面积柔性太阳翼支撑机构[1-6]。其中，盘绕式伸展机构先后用于美国E0S AM-1中分辨率成像光谱仪搭载平台和日本SFU自由飞行平台，AEC-Able公司研制的FASTMast伸展机构被用于国际空间站，在轨展开长度达32 m，可支撑太阳翼面积276 m2。我国在建的空间站也将采用柔性太阳翼技术。伸展机构因其展收可靠性高、重量轻和构造简单等特点在大型航天器中的应用前景十分广阔。……