套筒式伸展臂的设计与分析

发布时间：2020-06-28 06:14

【摘要】： 套筒式伸展臂是最基本的可展开机构,作为一种有效的支撑结构,可以作为大型可展开天线、太阳帆和望远镜的支撑背架以及太空机械手臂等。本文对套筒式伸展臂进行了设计,对所设计样机的静力学和动力学特性进行了分析,并对样机进行了实验研究。 在对国内外多种一维伸展臂研究的基础上,对其整体构型、传动方式和锁紧机构提出多种方案,通过比较选择了最优方案,根据最优方案进行了套筒式伸展臂的结构设计,推导了连续展开条件,使所设计伸展臂能够实现可重复展开和收拢的功能。 针对所设计的套筒式伸展臂样机,运用Solidworks软件进行了样机三维模型的建立,模型导入Cosmos Works软件进行了有限元分析,研究了单个套筒的应力分布、刚度特性,以及导轨结构尺寸与刚度之间的关系,并分析了伸展臂在展开状态下采用5种不同垫片材料时的径向刚度特性,根据结果选择了合适的垫片材料,使伸展臂在完全展开状态具有较好的静力学特性。 运用Cosmos Works软件对所设计的伸展臂样机进行了动力学研究,分析了单个套筒的模态以及导轨结构尺寸变化与模态之间的关系,分析了伸展臂在展开状态下采用5种不同垫片材料时的模态特性,并对收拢状态下的伸展臂在端部处于自由、负载、约束3种工作状态进行了模态分析,根据结果得到了不同工作状态下的振动特性,为伸展臂收拢状态时的安装和预紧提供理论依据。 研制了套筒式伸展臂样机,对样机进行了实验研究,测试了所设计样机的伸展与收拢功能,测试了部分性能指标参数。这些为今后套筒式伸展臂的发展和实际应用奠定了理论基础。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH122
【图文】：

伸展臂一维展开机构

图 1-1 伸展臂一维展开机构 图 1-2 太阳帆二维平面展开机构Fig.1-1 Deployment mechanism of mast Fig.1-2 Deployment mechanism of solar arrays图 1-3 天线三维展开机构Fig.1-3 Deployment mechanism of antennas

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 苏斌,关富玲,石卫华,谢铁华;索杆式伸展臂的结构设计与分析[J];工程设计学报;2003年05期

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1 胡其彪;空间可伸展结构的设计与动力学分析研究[D];浙江大学;2001年

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1 石卫华;索杆式展开结构的设计与分析及骨架式膜结构研究[D];浙江大学;2003年

本文编号：2732664