索杆式伸展臂的结构设计与分析

对国内外伸展臂的研究现状进行了总结,说明了索杆式伸展臂具有的高精度、高刚性、高收纳率的特点.结合一种索杆式伸展臂的模型制作,介绍了该类伸展臂的技术要求,其中包括:高收纳率、高刚性、展开的高可靠性、轻质量、高重复展开精度以及满足空间环境要求等.同时,总结了伸展臂展开与收纳机理和设计方法.最后,对伸展臂展开后的结构进行了动力分析,包括模态、频率响应和冲击响应分析.动力学分析的结果可以作为伸展臂实际应用时的参考.

空间索杆式伸展臂展开过程力学分析与仿真

简要介绍了空间索杆式伸展臂的展收、刚化原理及驱动原理,并对索杆式伸展臂的展开过程进行了详细的力学分析,计算了展开过程中临界刚化时刻的驱动力矩和需要的电机功率;运用ADAMS软件对索杆式伸展臂的展开过程进行了仿真,并对刚性平面的速度、加速度、角速度,以及角加速度曲线进行了分析。

空间索杆式展开结构的动力学研究与分析

本文针对空间索杆式展开结构的特点,利用多刚体动力学的研究成果建立展开过程分析的动力学模型,分析了约束方程及其雅可比矩阵的形成,结合系统的约束方程来分析机构的运动状态,最后对系统的机构单元进行数值仿真计算,得到了对伸展臂的指标确定和设计有重要指导意义的数值分析结果.计算结果表明,文中结构模型的设计方案是可行的.

索杆式伸展臂系统的实验分析

为了验证索杆式伸展臂高精度、高刚性的特点,制作了一类索杆式伸展臂模型,并设计了相应的实验所需的零重力环境模拟设备.简单介绍了该类型索杆式伸展臂模型的结构和驱动设计,重点分析了其重复展开精度实验和模态实验.重复展开精度实验验证了该类型索杆式伸展臂高精度的特点;在验证了零重力环境模拟设备对伸展臂模态实验可行性的基础上,对伸展臂模型进行了模态实验.通过实验模态频率和计算模态频率的比较,验证了该类型索杆式伸展臂高刚性的特点.

索杆式伸展臂分析与设计

提出索杆式伸展臂的原理模型,设计和制作了索杆式伸展臂的样机模型,并详细介绍了该类伸展臂的展开与收纳机理以及驱动系统、零重力装置等相关装置的技术要求。

刚柔耦合状态下索杆式伸展臂多体动力学研究

索杆式伸展臂在展开过程中,其斜拉索存在大运动和大变形问题,运用传统分析方法进行仿真分析难度较大。文章基于非线性弹性理论的绝对节点坐标方法,描述了斜拉索的空间运动和变形,研究了横向框架在贮存段、消旋段、提升段和套筒外的动力学特性,实现了索-刚体组成耦合系统的多体动力学数值仿真。

倾斜撑杆式索穹顶结构静力性能分析

针对现有Geiger体系和Levy体系索穹顶结构存在的不足提出一种改进型的索穹顶结构体系——倾斜撑杆式索穹顶,并对60 m跨度模型进行结构形态分析、静力性能分析,得出结构设计参数:矢跨比(1/8、1/10、1/15)、每环节点数(12、14、16)、斜索与水平面夹角、构件截面面积、名义初始预应力水平对结构的预应力分布、刚度、材料用量等的影响规律.

倾斜撑杆式索穹顶结构节点及张拉模拟

分析了索穹顶结构节点的特点,设计了适合倾斜撑杆式索穹顶的节点形式。另外对倾斜撑杆式索穹顶结构的施工张拉方法进行了探讨和研究。利用有限元分析软件对3类施工张拉方案进行模拟,分析内力变化规律,评价各种张拉方案的施工可行性,并给出了建议张拉方案。