桁架結構伸展臂的設計與分析.pdf

1、空間伸展臂作為最基本的空間可展結構，是一類可折疊和展開的機構，折疊后，其結構緊湊、節(jié)省空間，便于儲存和運輸；展開時，可以得到工作時所需要的大尺度的空間形狀。由于空間伸展臂的展開狀態(tài)為工作狀態(tài)，并要求其具有一定的保形和承載能力，故而許多空間伸展臂都由桁架結構形式來構建。所以本文就是以八面體單元桁架結構形式為基礎去研究構建空間伸展臂的方法。
　　首先對可展桁架伸展臂單元進行結構設計，從八面體桁架單元入手，初步設計一種桁架單元，通過“張

2、”、“拉”的思想降低單元的質量，并利用力密度法對所選桁架單元結構的穩(wěn)定性進行分析和評價，為總體伸展臂的設計打下基礎。
　　其次對可展桁架伸展臂進行結構機構化設計，通過對拼接的八面體桁架伸展臂的可展機理進行分析，了解各個桿件間的相對運動及節(jié)點的變化情況，以確定結構中的運動副，將結構機構化，進而求得機構的自由度。利用ADAMS動力學分析軟件對含有兩個八面體桁架伸展臂進行建模及對去索后的八面體桁架可展機構進行運動過程仿真。
　　接

3、著對八面體桁架伸展臂機構進行拓撲分析，利用拓撲原理，以拓撲不變量為拓撲基礎，拓撲出新的機構，把新的機構與拓撲前的機構進行對比分析，得到最優(yōu)的八面體桁架機構。進而確定桁架伸展臂中索的布置，以索為研究對象，通過索兩端點坐標在不同展開階段的變化，來研究其長度變化規(guī)律、分析其類型，使各個相互獨立的索段建立聯(lián)系。利用長度的變化規(guī)律，連接相同類型和不同類型的索段，使伸展臂中多個無關的索段用盡量少的索替代，從而降低索在伸展臂的變化過程中控制的復雜性。