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。

摘要：大变形薄壁可展收复合材料结构由于其良好的力学性能和折展功能,适用于空间探测领域。针对空间豆荚杆可展收结构,开展了不同构型参数、不同铺层方式下的豆荚杆刚度及稳定性分析。通过悬臂豆荚杆的弯曲与扭转试验验证了数值模型的正确性。采用显式非线性分析方法,对豆荚杆盘卷收拢过程进行了准静态数值模拟。结果分析表明,豆荚杆截面半径越小,铺层厚度越厚,收拢过程的应力水平越大;盘卷的卷筒直径越小,收拢过程的应力水平越大。分析结果为空间可展收豆荚杆的设计提供了理论依据。

摘要：为研制可折叠、自动展开复合材料豆荚杆,对其设计、制备技术进行了探索,并完成了功能实验验证研究。根据豆荚杆使用条件和环境,确定了超薄复合材料结构,通过真空袋法和胶结工艺,制备了豆荚杆。采用有限元法进行了轴向压缩承载能力分析计算,验证了制件可以满足设计指标要求;完成了其在室温下的压扁、卷曲和自动恢复形状的功能实验验证;通过扫描电镜(SEM)照片和红外(IR)图谱,分析和讨论了其功能机理。研究结果表明,超薄可折叠复合材料豆荚杆满足功能要求。

摘要：以航天用复合材料豆荚杆为研究对象,开发先进拉挤成型工艺;对半豆荚杆先进拉挤设备的主要模块:放卷装置、预成型装置、热压装置和牵引夹持装置进行设计,完成半豆荚杆先进拉挤原理样机的搭建,并进行了半豆荚杆的试制。试验表明,成型压力为1MPa、热压温度为130℃、累计热压时间为30min条件下制备的半豆荚杆满足产品要求,为复合材料豆荚杆低成本制造提供了一种新方法。

摘要：以复合材料豆荚杆的制造需求为背景,分析现有先进拉挤(ADP)方法制造半豆荚存在的不足,提出了"动模先进拉挤(MMADP)"方法、以改善半豆荚直线度,设计研制了新型半豆荚动模拉挤系统,并进行了半豆荚拉挤试验,直线度由过去的3mm/m提高到0.5mm/m。

摘要：针对空间豆荚杆展开机构的设计,利用显式动态算法和高性能计算资源,对豆荚杆盘卷收拢和展开过程进行了非线性准静态仿真。为满足计算调试和多组工况带来的大规模计算需求,通过计算耗时、应力曲线和能量曲线的对比分析,确立了以提高加载速率为主的显式计算并行加速合理策略。计算过程和结果分析表明,动态仿真方法完全可以用来对豆荚杆机构的功能设计、结构改型和参数调整进行预知仿真,并为试验提供指导和参考。

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：介绍了可收拢管状伸展臂(STEM)和可盘卷管状伸展臂(CTM)这两类薄壁管状空间伸展臂的工作原理,并调研了国内外基于该类伸展臂的典型应用,如空间并联机构、可展天线、太阳帆展开机构等。总结分析了薄壁管伸展臂结构与机构设计、仿真分析与试验、成型工艺等关键技术,并对我国在该技术领域的发展提出了开展新型展开机构研究、开展全面地仿真分析与试验、开展薄壁管基材研究、开展成型工艺研究等建议。