摘要：复合材料豆荚杆是一种质量轻、刚度较大、收拢效率高、展开过程可靠的可展开管状杆结构。本工作对豆荚杆进行优化设计,并对多种豆荚杆试件进行性能测试与评估,选取其中综合性能优异的材料体系研制了2m长豆荚杆样机。利用研制的豆荚杆收展控制机构对豆荚杆的收拢-展开性能进行了测试,结果显示玻璃布/FEB豆荚杆可实现多次收拢-展开,其综合性能可基本满足空间可展开结构的性能需求。

摘要：本文提出了一种等效力方法,以解决难以利用等效梁模型对原桁架结构进行控制设计的问题.通过等效梁模型的控制设计得到原桁架结构中执行器的控制力,使得原桁架结构的振动得到控制.通过数值模拟算例表明,作用在等效模型上的控制力与作用在原桁架结构上的力不同,进一步证明了所提方法的必要性和有效性.本文研究为大型空间桁架结构的动力学分析与主动控制设计提供了新途径.

摘要：面向空间天线大型化、轻量化需求,设计了杆膜一体卷曲展开薄膜阵列天线可展结构,实现了我国首个薄膜阵列天线在轨验证。首先,采用瑞利-里兹法建立了考虑张力作用的薄膜天线一阶弯、扭、摆振动频率近似解析模型,推导了薄膜天线框架结构的一阶扭转振动频率近似解,指导了薄膜天线结构动力学特性的快速分析与参数设计,相比于非线性有限元法,具有高效便捷的特点。其次,研究了薄膜天线主梁截面半径、框架长宽比、张力大小等特性参数对天线振动频率的影响,给出了结构参数的优选范围,通过仿真和试验方法验证了参数设计的合理性。最后,介绍了薄膜天线在轨展开验证情况,试验表明在卫星姿态机动扰动下天线结构保持稳定,验证了结构设计的可行性。

摘要：采用同步热分析仪,开展了热失重实验,确定了防热涂层热分解反应的温度区间、活化能和反应机理函数。利用石英灯辐射加热平台,开展了高温环境考核实验,揭示了防热涂层高温环境下的微结构演化规律和能量耗散机理。基于能量守恒原理,充分考虑热解反应吸热、热解气体扩散换热以及质量引射效应等引起的能量转换关系,建立了防热涂层的热解/传导耦合模型,预报了典型热环境工况下硅橡胶基防热涂层的质量烧蚀率及温度响应规律。烧蚀后涂层表面基本保持平整,背面温度为151.4℃,质量烧蚀率为0.28 g/s。质量烧蚀率的模型计算值与实验测量值的偏差仅为7.1%,满足实际工程中热防护设计需求。研究表明,硅橡胶基防热涂层中等热流环境下具有良好的耐烧蚀和隔热性能,是航空航天装备大面积防热区域的理想候选方案。

摘要：空间薄壁CFRP豆荚杆工作时处于悬臂状态,为掌握其悬臂受力性能,分别以截面2个对称轴为中性轴对豆荚杆悬臂梁进行末端加载试验,得到了屈曲荷载及屈曲特性.利用ABAQUS进行线性特征值屈曲分析,并引入特征值屈曲模态作为初始几何缺陷进行非线性屈曲模拟,得到豆荚杆悬臂梁屈曲临界载荷及非线性屈曲特性.与试验结果进行对比分析表明:初始几何缺陷对豆荚杆悬臂梁屈曲临界载荷影响显著,给理想豆荚杆植入适当的初始几何缺陷可有效模拟实际豆荚杆屈曲.基于试验和模拟分析,进一步对豆荚杆壁厚、铺层和杆件长细比进行参数分析,得到各参数对豆荚杆悬臂梁屈曲临界载荷的影响,对悬臂薄壁CFRP豆荚杆的设计和应用具有重要参考价值.

摘要：盘绕式空间伸展臂连续纵杆在收展过程中受力和变形复杂。为研究纵杆的弯曲行为,研制了大变形大转角纯弯曲试验机构,机构通过加载小车转动和平移对试件施加纯弯矩。利用研制的试验装置,对玻璃纤维增强复合材料纵杆试件进行试验。试验测得了纵杆的载荷-位移曲线,然后计算得到弯矩-曲率关系及变形的几何限制、弯曲刚度。本文研究对盘绕式空间伸展臂的设计具有参考价值。

摘要：针对透镜式薄壁纤维增强聚合物(CFRP)管伸展臂在截面设计中需确定压扁力的问题,选取两种不同截面、长度、铺层和材料参数的薄壁CFRP管,通过试验和数值模拟分析其压扁过程中的压扁力和截面变化特征。压扁过程中,假设截面不存在局部接触变形,且是线性等曲率变化,建立压扁力近似算法1;假设给出截面局部接触变形函数,建立压扁力近似算法2。综合试验、数值模拟与两种近似算法的结果,发现压扁过程中压扁力与截面变形均表现出较强的非线性特性,可用近似算法2估算压扁力。

摘要：介绍了特种聚酰亚胺树脂的结构设计与合成,综述了国内外近年来在特种聚酰亚胺薄膜制造技术方面的最新进展。重点介绍了可溶性聚酰亚胺树脂的基础研究与产业化进展状况以及采用可溶性聚酰亚胺树脂制备特种聚酰亚胺薄膜的进展情况,并展望了该技术未来的发展趋势及需要解决的关键技术。

摘要：碳纤维增强环氧树脂基复合材料成功应用于航天器结构,其热-结构效应是重点关注问题之一。该文以碳纤维增强环氧树脂基复合材料空间可展天线薄壁豆荚杆为研究对象,通过试验对其材料热物理参数进行测定,得到材料的热物理参数,测得其比热容和导热系数均随着温度升高而增大,符合材料热参数的变化规律。采用大体积真空罐、热沉和红外加热笼模拟空间热环境,对薄壁豆荚杆进行真空热辐射试验,得到试件特征位置处的瞬态、稳态温度场,并采用低温应变片测试特征点应变时程,分析得到薄壁豆荚杆在热辐射作用下纵向、横向及薄壁内外两侧热响应的温度和应变分布规律,为理论分析、数值研究和设计提供参考。

摘要：为满足载人月球车关于太阳翼的高刚度、可重复收展和轻量化的性能要求,在国内外星球车太阳翼、柔性太阳翼研究的基础上,提出了一种基于连杆机构的柔性太阳翼展开机构总体方案,根据能量守恒原理对太阳翼进行了展开运动学分析。将太阳翼结构简化为张拉索-梁模型,建立了柔性阵面和太阳翼的结构动力学分析模型,基于刚度需求对太阳翼结构进行轻量化优化设计,并通过ABAQUS有限元模型验证了结构优化设计的可行性和合理性。结果表明:太阳翼在涡卷弹簧驱动下展开到位时存在一定的冲击,但是对阵面影响较小。该张拉膜结构等效结构动力学模型可用于柔性太阳翼结构的快速迭代和优化设计,并实现柔性太阳翼支撑结构刚度和阵面张力的高效匹配。