基于豆荚杆的三棱柱式可展开薄膜支撑臂设计与优化

作     者：李冰岩 刘荣强 从强 郭宏伟 林秋红 邓宗全 LI Bingyan;LIU Rongqiang;CONG Qiang;GUO Hongwei;LIN Qiuhong;DENG Zongquan

作者机构：哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 北京空间飞行器总体设计部北京100094 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51835002 51575119 51675114) 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2020年第56卷第7期

页      码：35-43页

摘      要：大型可展开支撑臂具有广泛应用于空间任务的潜力,传统的可展开支撑臂主要采用的是合金材料,而可展开豆荚杆作为一种轻型复合材料会大大降低空间结构整体质量。结合薄膜天线的应用背景,提出一种基于豆荚杆的三棱柱式可展开薄膜支撑臂形式,并进行设计与优化。建立豆荚杆支撑臂的参数化模型,分析豆荚杆刚度参数与几何参数的关系,根据支撑臂设计目标函数分析选择豆荚杆截面参数。研究三棱柱式豆荚杆支撑臂动力学优化模型,对支撑臂单元数、框架管外径和厚度、斜拉索直径和预应力等进行优化设计,实现薄膜支撑臂最小质量基频比。分析绳索预应力和单元数量的优化结果,研究参数优化对支撑臂力学性能的提高作用。

主 题 词：豆荚杆 三棱柱式 支撑臂 展开机构 参数优化 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0701[理学-数学类] 0801[工学-力学类] 0812[工学-测绘类] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2020.07.035

馆 藏 号：203923007...