论文摘要
空间可展开结构在空间探测事业发展中得到了广泛的应用,其研究也成为一个热点问题。本文综述了国内外空间可展开结构的应用现状,阐述了子午工程电场伸杆和电子伸杆的研究意义。针对套筒式空间可展开结构进行了系统设计和运动学分析,并进行了伸展过程中碰撞接触应力的动力学仿真分析。为箭载空间可展开结构的深入研究提供了有价值的参考。文章首先对空间可展开结构进行了介绍,利用UG软件对子午工程电场伸杆及电子伸杆进行三维建模,接着论述了MSC.ADAMS软件所涉及的多体系统动力学理论基础和虚拟样机技术,并进行了展开过程的运动学仿真分析,结果表明伸杆能够顺利展开,但展开过程中,碰撞前相对速度较大需要校核。为此,建立了伸杆的有限元模型,并进行动力学仿真分析。通过四种壁厚尺寸的结果比较,表明随着伸杆壁厚的增加,并不能有效降低伸杆碰撞过程中造成的应力。本论文在综合前人的空间可展开结构研究和动力学仿真技术研究工作的基础上,主要创新点在于:1.综合应用了CAD三维设计软件、多体动力学仿真分析软件和有限元分析软件,来协同仿真。在空间可展开结构设计研制中,尝试实践了机构设计和结构设计统一协调进行的方法。提供了一种研究空间可展开结构的计算机辅助工程问题的方法;2.在套筒式空间可展开结构的展开动力学仿真中,用非线性瞬态动力学的显式有限元计算代替了刚体动力学接触力函数来分析和校核碰撞过程产生的应力。在展开中的碰撞过程仿真方面做了有意义的尝试和探索。