双环可展桁架结构模型柔性张力索网设计与分析

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1、第２２卷第１期载人航天Ｖｏｌ．２２Ｎｏ．１２０１６年２月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＦｅｂ．２０１６双环可展桁架结构模型柔性张力索网设计与分析１１１２吴明儿，张天昊，徐遗威，关富玲（１．同济大学建筑工程系，上海２０００９２；２．浙江大学空间结构研究中心，杭州３１００５８）摘要：由于采用双环可展桁架结构可以有效改善结构刚度，实现更大的天线口径，故在已有双环可展桁架结构基础上，基于柔性张力索网成型原理设计可展天线反射面柔性张力索网，利用有限元数值分析方法对两种索网进行找形分析。制作２ｍ口径双环可展桁架结构模型。在双环可展桁架

2、结构模型上安装柔性张力索网，通过对拉索施加预应力将索网张拉成型。运用非接触测量系统对成形后索网节点坐标进行测量，将测量所得结果与数值分析所得结果进行比较分析，考察了柔性张力索网的型面精度。结果表明该张力索网可实现张紧成型，索网节点坐标测试值与设计值较为吻合，可为此类可展天线的设计提供参考。关键词：可展结构；双环可展桁架；找形分析；柔性张力索网；非接触摄影测量中图分类号：ＴＵ３５６文献标识码：Ａ文章编号：１６７４-５８２５（２０１６）０１-００９９-０５DesignandAnalysisofFlexibleTensileCabl

3、eNetworkinBi-HoopCircularDeployableTruss１１２ＷＵＭｉｎｇｅｒ，ＺＨＡＮＧＴｉａｎｈａｏ，ＸＵＹｉｗｅｉ，ＧＵＡＮＦｕｌｉｎｇ（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｐａｃｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００５８，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｂｉ-ＨｏｏｐＣｉｒｃｕｌａｒＤｅｐｌｏｙａｂｌｅＴｒｕｓ

4、ｓ（ＢＣＤＴ）ｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｄｅｐｌｏｙａｂｌｅｔｒｕｓｓａｎｄｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｌａｒｇｅｓｃａｌｅｄｅｐｌｏｙａｂｌｅａｎｔｅｎｎａｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｆｌｅｘｉｂｌｅｔｅｎｓｉｌｅｃａｂｌｅｎｅｔｗｏｒｋｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒＢＣＤＴｔｏｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅｍｅｔａｌｒｅｆｌｅｃｔｏｒｏｆｔｈｅｄｅｐｌｏｙａｂｌｅａｎｔｅｎｎａ．Ｆｏｒｍｆｉｎｄ-ｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．Ａ２

5、-ｍｅｔｒｅｄｉａｍｅｔｅｒＢＣＤＴｍｏｄｅｌｗａｓｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄａｎｄａｓｓｅｍｂｌｅｄ，ｓｅｒｖｉｎｇａｓｔｈｅｂｏｕｎｄａｒｙｏｆｔｈｅｆｌｅｘｉｂｌｅｔｅｎｓｉｌｅｃａｂｌｅｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅｆｌｅｘ-ｉｂｌｅｔｅｎｓｉｌｅｃａｂｌｅｎｅｔｗｏｒｋｗａｓａｌｓｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄａｎｄｉｎｓｔａｌｌｅｄｏｎｔｈｅＢＣＤＴｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｃａｂｌｅｎｅｔｗａｓｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｎｏｎ-ｃｏｎｔａｃｔｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ

6、ｏｆｔｈｅｃａｂｌｅｎｅｔｍｏｄｅｌｗｅｒｅｃｌｏｓｅｔｏｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎ．ＴｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅＢＣＤＴａｎｄｃａｂｌｅｎｅｔｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄ．Keywords：ｄｅｐｌｏｙａｂｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；Ｂｉ-Ｈｏｏｐｃｉｒｃｕｌａｒｄｅｐｌｏｙａｂｌｅｔｒｕｓｓ；ｆｏｒｍｆｉｎｄｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓ；ｆｌｅｘｉｂｌｅｔｅｎｓｉｌｅｃａｂｌｅｎｅｔｗｏｒｋ；ｎｏｎ-ｃｏｎｔａｃｔｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ柔性张力索由低延伸率的柔性材料制作，柔１引言性张力索形成网状结构，其基本单元为三角

7、形。早期的伞状网状天线，由于金属反射网与径每一个三角形单元形成一个小平面，可将金属反向肋直接接触形成的反枕效应，导致反射面精度射面铺设在上面。适当减小三角形单元面积，可降低。后来普遍将金属反射网铺设在柔性张力索以提高反射面精度。伞状网状天线的型面精度受［６］网上，柔性张力索网再连接于径向肋，以此提高反径向肋影响较小。［１-５］射面精度。双环可展桁架结构由内外两圈直径与高度不收稿日期：２０１５-０９-１０；修回日期：２０１５-１２-３０基金项目：载人航天预先研究项目（０３０１０３）作者简介：吴明儿（１９６５－），男，博士，教授，

8、研究方向为空间结构设计。Ｅｍａｉｌ：ｗｕｍｉｎｇｅｒ＠ｔｏｎｇｊｉ．ｅｄｕ．ｃｎ１００载人航天第２２卷等的周边可展桁架组成，通过剪铰单元连接内外由此可知，本文的反射抛物面方程如式（２）：［７］环桁架的相应节点。柔性张力索网安装于双１２２z＝（x＋y）（２）环可展桁架结构，金属