光学薄膜折展机构单元胞豆荚蜂窝杆优化

发布时间：2025-01-15 19:17

　　 超弹性杆折展机构越来越多地用于太空卫星光学薄膜的收拢和展开的支撑问题,为了避免使用过程因应力集中而产生疲劳裂纹,延长超弹性杆使用寿命,对复合材料超弹性杆在不同铺层方式下压扁后的应力进行了研究。首先,建立单元胞豆荚蜂窝杆有限元模型,使用显示动力法对其压扁后的状态进行非线性数值分析。然后,通过复合材料单元胞豆荚蜂窝杆的不同铺层方式下的压扁后最大应力值建立径向基函数代理模型。最后,利用ISIGHT软件中的遗传算法进行铺层角度的优化。仿真结果表明,在铺设层数为两层的情况下,两层应力对应有限元结果与径向基函数(RBF)结果之间的误差都小于9.95%。复合材料单元胞豆荚蜂窝杆采用两层铺层时,最优的铺层角为第一层、第二层分别为81.962°和82.671°。

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【部分图文】：

图1 三种复合材料弹性杆

传统豆荚杆如图1(a)所示。单元胞豆荚蜂窝杆如图1(b)所示,在中间部分两圆弧段连接处多出一段平滑段,相比于传统豆荚杆,它很容易构成多元胞豆荚蜂窝杆,如1(c)所示。图1三种复合材料弹性杆

图1 三种复合材料弹性杆

图1三种复合材料弹性杆本文提出一种三棱锥支撑结构,能满足光学薄膜展开后的刚度要求。它由顶端滚轴连接机构、单元胞豆荚蜂窝杆、根部滚轴连接机构和收拢锁定机构组成。图2(a)所示为该机构展开状态模型,该机构分为顶部支撑光学薄膜部分和底部连接部分。顶部支撑光学薄膜部分为正三角形结构,由....

图2 单元胞豆荚蜂窝杆三棱锥折展机构

本文提出一种三棱锥支撑结构,能满足光学薄膜展开后的刚度要求。它由顶端滚轴连接机构、单元胞豆荚蜂窝杆、根部滚轴连接机构和收拢锁定机构组成。图2(a)所示为该机构展开状态模型,该机构分为顶部支撑光学薄膜部分和底部连接部分。顶部支撑光学薄膜部分为正三角形结构,由3个顶端滚轴连接机构、3....

图2 单元胞豆荚蜂窝杆三棱锥折展机构

图2单元胞豆荚蜂窝杆三棱锥折展机构图3单元胞豆荚蜂窝杆几何示意图

本文编号：4027736