可展开环形张拉整体天线机构设计与分析

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1、工学硕士学位论文可展开环形张拉整体天线机构设计与分析DESIGNANDANALYSISOFDEPLOYABLEANNULARTENSEGRITYANTENNA李冰岩哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：V443.4学校代码：10213国际图书分类号：621.396密级：公开工学硕士学位论文可展开环形张拉整体天线机构设计与分析（学术型）硕士研究生：李冰岩导师：刘荣强教授申请学位：工学硕士学科：航空宇航制造工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classifie

2、dIndex:V443.4U.D.C:621.396DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNANDANALYSISOFDEPLOYABLEANNULARTENSEGRITYANTENNA(Academic)Candidate：LiBingyanSupervisor：Prof.LiuRong-QiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：AeronauticsandAstro

3、nauticsManufacturingEngineeringAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着太空探索的深度发展，可展开张拉整体机构成为空间机构的重要研究方向之一。相比于传统铰链式机构，可展开张拉整体具有结构简单、质量轻、可靠性高等优点，充分发挥了张拉整体

4、轻质的特点和可展开结构在空间中的广泛适应性。基于这种机构的广泛应用前景，尤其是在航天领域，本文针对可展开环形张拉整体进行理论分析和研究，并结合实际样机的研制，明确其优劣特性。本文定义了2n杆环形张拉整体的基本参数，建立2n杆环形张拉整体数学分析模型，将张拉整体展开过程等效为内力平衡状态的连续变换，运用力密度法得出建立在内力平衡条件上的基本参数关系，建立环形张拉整体基本参数的数值求解方法，为张拉整体展开过程参数分析提供了理论基础。利用参数化建模得到的环形张拉整体参数关系式，分析初始索长、杆长的解域，研究索

5、长对环形张拉整体各基本参数的影响，得到各基本参数在展开过程中的变化规律，获得可展开环形张拉整体设计参数的选择范围。对环形张拉整体进行了展开运动仿真和分析。在理论分析基础上提出可展开环形张拉整体天线机构的设计方案，对杆内锁定装置进行力学分析，运用有限元软件研究天线机构的受力变形特点，验证了天线机构设计的正确性。研制原理样机，完成杆件的拉力特性和锁定能力试验，对样机进行展开功能试验，验证了可展开环形张拉整体天线机构方案的可行性，通过刚度试验得到了样机在自由模态下的固有频率。关键词：可展开天线；张拉整体；力密

6、度；参数分析-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththedeepdevelopmentofaerospaceexploration,deployabletensegritymechanismhasbecomeanimportantresearchdirectionofspacemechanisms.Comparedtotraditionalhingeddeployabletensegrity,ithasadvantagesofsimplestructure,lightquality

7、andhighreliability.Itgivesfullplaytothecharacteristicsoflightweightoftensegrityandthewidelyadaptabilityofdeployablestructure.Becauseofbroadpossibleapplicationsofthismechanismespeciallyinthefieldofaerospace,it’stimetocarryonthetheoreticalanalysisandresear

8、chtoclearitscharacteristics,combinedwiththeactualprototypedevelopment.Thisarticledefinesthebasicparametersof2n-barannulartensegrityandestablishesthemathematicalanalysismodelof2n-barannulartensegrity.Thedeployingprocessofte