空间可展开三棱柱伸展臂设计与优化

摘要：

空间伸展臂作为空间折展机构中形式最丰富、研究最早、应用最广泛的一维空间折展机构,其主要作用是展开柔性太阳能帆板,支撑网状天线、合成孔径雷达、太空望远镜等.以三棱柱式伸展臂为研究对象,对伸展臂的展开方式和几何参数进行设计分析.基于几何非线性有限元理论,建立含空间桁架及预应力绳索的可展开伸展臂单元模型,然后建立含多可展开单元的大型伸展臂的几何非线性动力学模型.通过Matlab编程计算伸展臂的基频,得到影响伸展臂基频的关键因素,并以伸展臂的基频为优化目标,质量为约束条件,采用遗传算法对伸展臂进行优化设计.研制可展开三棱柱伸展臂样机,对伸展臂进行折展功能及参数优化设计验证试验.结果 表明所设计的三棱柱伸展臂可顺利折展,所做的优化设计有效可行.通过该方法可以对特定任务需要的伸展臂进行优化设计,在满足约束条件的情况下,达到基频最高,对伸展臂的设计提供参考.

关键词：三棱柱、伸展臂、非线性、参数优化、试验验证

所属期刊栏目：56

分类号：V447(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2020-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：129-137