摘要：梳理了空间可展结构的分类及发展趋势,从铰接可展结构-带簧铰链、杆状可展结构、面状可展结构及体可展结构四个方面调研了刚性基体高应变复合材料在空间可展结构中的应用现状,从力学和黏弹性特性方面提出了其在可展结构中的应用优势及需要考虑的问题。高模量、低密度、低膨胀系数的刚性基体高应变复合材料是空间可展结构的应用方向,而刚性基体高应变复合材料可展结构的设计方法,以及将其用于大尺寸可展结构的低成本和高精度制造工艺仍有很大的探索空间。

摘要：复合材料薄壁圆管铰链在卫星天线、太阳翼等大型航天可展结构中具有广阔的应用前景,其结构参数设计极大地影响它在空间的工作性能。为提高复合材料薄壁圆管铰链的力学性能,首先建立复合材料卷尺弹簧的解析和有限元模型,分析其弯曲特性,进而建立复合材料薄壁圆管铰链的有限元模型并研究其折展和扭转特性,分析结构参数对铰链性能的影响规律。结果表明:增大开槽长宽比、减小铰链厚度直径比可以明显提高铰链的弯曲和扭转性能;选取铰链结构参数为设计变量,建立多目标优化数学模型,结合最优拉丁超立方试验设计方法,建立结构参数与铰链峰值弯矩、最大应力、扭转刚度之间的RBF神经网络代理模型,通过NSGA-Ⅱ遗传算法进行优化;优化结果表明:铰链的峰值弯矩提高44.8%,扭转刚度提高110%,同时质量下降20.4%,在提高复合材料薄壁圆管铰链力学性能的同时实现了轻量化,使得铰链机构的自驱动能力和自锁定能力有了全面的提高,为复合材料薄壁圆管铰链在空间可展开结构中的实际工程应用提供了理论依据。

摘要：由于可展结构在运动过程中的时变性 ,特别是干扰所引起的非线性动力学特性 ,涉及许多深层次尚在探讨的动力学问题。为了考察间隙非线性对系统动力学性能的影响 ,本文对空间可展结构进行了动力学实验研究。实验结果表明理想结构与实际结构存在较大差异 ,铰接间隙等非理想机械因素导致系统复杂的非线性动力学行为 。

摘要：设计了一种用于空间可展抛物面天线的能量节点机构 ,并分析其展开机理 ,对杆件及其端部的扭簧组成的宏单元的缩减刚度矩阵进行了讨论 .结果表明 ,在结构体系中设置能量节点可显著改善结构的共振性能 ,证明该设计是可靠。

摘要：研究了一种带有两个细长槽的复合材料管铰链空间可展结构的力学行为。基于二维HASHIN失效判断准则,分析管铰链在弯曲折叠过程中可能出现的失效模式和力学行为,研究其折叠过程中失效危险点位置。验证了将复合材料应用于管铰链的可行性。同时,进一步研究了管铰链的槽长、槽宽以及端圆直径对其折叠力学性能及损伤特性的影响规律。基于响应面方法,建立了以应变能最大与临界弯矩最小为目标,以复合材料失效因子为约束,以管铰链几何参数为设计变量的优化模型。采用非支配排序遗传算法对优化模型进行求解,获得了可行解分布,最后依据工程实际采用权重法求解优化模型,得到了优化结果。研究结果对于设计新型运行稳定可靠的空间可展结构具有一定的理论意义。

摘要：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.

摘要：可展结构是一种新型的工程结构,它特有的几何特征使得其设计非常复杂。初始设计是整个可展结构设计的基础,这个阶段并不需要特别精确的结果,有效性及简易性是初始设计所考虑的主要因素。在前人经验的基础上系统地总结的自锁可展结构在初始设计阶段的分析方法表明,明确设计参数如何影响结构将有助于优化设计,通过充分利用可展结构的特征可减少迭代次数,同时采用一些简化的模型可以大大降低设计所耗费的人力物力。