空间薄膜结构的褶皱分析及调控方法研究

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3、完成的论克西。、化明专利等成果，署名单位电火学为安子科技密。的学位论文化年解密后适州本授权书保＾一）ｔ签：名：人签至撫导师名本爾受ｌ：１〇広：ＨｊＡ口期Ｍ叫勺学校代码10701学号1304121979分类号V214密级公开西安电子科技大学硕士学位论文空间薄膜结构的褶皱分析及调控方法研究作者姓名：王雅丽一级学科：机械工程二级学科：机械电子工程学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：黄进教授学院：机电工程学院提交日期：2015年12月WrinklingAnalysisandControlMethodofMem

4、braneStructureResearchAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinMechatronicEngineeringByWangyaliSupervisor:HuangJinProfessorDecember2015摘要摘要大型空间薄膜结构具有质量轻、收藏体积小等优点，在空间张拉可展开天线、充气可展开天线和太阳帆等中具有广阔的应用前景。但是薄膜材料的抗弯刚度很小，在复杂的空间环境中容易产生褶皱

5、，降低了薄膜的形面精度进而影响天线的电性能。本文针对空间薄膜结构，研究了薄膜褶皱扩展过程及消除褶皱的方法。首先，通过建立薄膜结构有限元模型，分析了静载荷作用下薄膜褶皱的形成和扩展过程，得到了后屈曲稳定状态下剪切薄膜褶皱的幅值和波长，进而为调控薄膜褶皱提供了模型依据；其次，提出了一种消除薄膜褶皱的调控方法，建立正方形张拉薄膜有限元模型，通过比例迭代调控方法，调用模型仿真计算，有效地减小了薄膜的褶皱区域及褶皱幅值；最后，通过上述调控方法，对由制造误差产生的裙边薄膜的褶皱进行了调控，不仅消除了包含制造误差的正方形张拉薄膜的整体褶皱，而且消除了其局部褶皱，

6、提高了薄膜的表面精度。关键词：薄膜结构，褶皱，有限元，调控方案IABSTRACTABSTRACTLargespacemembranestructurehasadvantagesoflightweight,smallcollectionsize,whichiswidelyusedinthespacetensioneddeployableantenna,inflatableantenna,solarsailandsoon.However,thematerialofmembranehasapropertyofverylow-flexuralrigidit

7、y,resultinginthewrinklingdeformationofmembranestructureinthecomplexedspaceenvironment.Thusithasapoorimpactonthemembrane’ssurfaceprecisionandtheantenna’selectricalperformance.Thispaperproposestohaveadeeplyresearchonthewrinkles’extensionprocessandtheeliminationmethodofthespaceme

8、mbranestructure.Firstly,theformationandextensionprocessofthef