空间薄壁弹性伸杆力学特性分析
2020-12-21郭一竹杨皓宇郭宏伟刘荣强罗阿妮
哈尔滨工业大学学报 2020年1期
郭一竹,杨皓宇,郭宏伟,刘荣强,罗阿妮
(1.中国空间技术研究院总体部,北京,100094;2.哈尔滨工程大学 机电学院,哈尔滨,150001;3.哈尔滨工业大学 机器人与系统国家重点实验室,哈尔滨,150000)
空间薄壁弹性伸杆具有轻质、收展原理简单、收纳率高、可重复性强和精度高等特点,常用作太阳帆、空间薄膜天线阵面等可收展的航天器的支撑体系构件[1-7].
国内外大批学者就其结构受力特性等性能进行了大量研究. 康雄建等[8]对长度为10m的弹性伸杆进行了模态试验,得到了其模态和频率,之后运用有限元软件ADINA对试验模型分别在考虑空气和不考虑空气的条件下进行了仿真分析,从而分析出了空气对弹性伸杆模态造成的偏差. 蔡祈耀等[9]对弹性伸杆进行了悬臂屈曲分析及试验,并运用有限元软件ABAQUS进行了线性特征值屈曲分析,基于试验和模拟分析,进一步对弹性伸杆壁厚、铺层和杆件长细比进行参数分析,得到了各参数对弹性伸杆悬臂梁屈曲临界载荷的影响. 李瑞雄等[10-13]运用ABAQUS分别采用静力法和显式动力法对薄壁弹性伸杆的拉扁、压扁、缠绕和展开过程进行了深入系统地研究,得到了弹性伸杆在缠绕过程中的应力、应变变化规律. 刘锦贤等[14-15]对弹性伸杆在空间热辐射环境下的温度场和热变形进行数值模拟,验证了采用层合板整体正交异性热参数和等效壳单元进行计算的适用性,同时也证明了薄壁构件的在轨温度场下的热变形水平满足空间可展……
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