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【6h】

薄膜抛物面反射器的圆柱式折叠研究

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摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外在该方面的研究现状

1.2.1 充气天线的研究现状

1.2.2 折叠及控制展开技术的研究现状

1.3 存在的不足以及有待解决的问题

1.4 本文研究的主要内容

第2章 圆柱式折叠方案研究

2.1 引言

2.2 圆柱式折叠方案

2.3 圆柱式折叠方案的参数设定

2.4 平面圆形的圆柱式折叠

2.4.1 主折叠线的分布

2.4.2 次折叠线的分布

2.5 抛物面的圆柱式折叠

2.5.1 抛物面方程

2.5.2 弧长法

2.5.3 折叠线在抛物面上的分布

2.6 本章小结

第3章 圆柱式折叠在抛物面反射器上的应用

3.1 引言

3.2 算例:25m反射器的折叠线分布

3.3 抛物面反射器的圆柱式折叠实验

3.3.1 薄膜结构

3.3.2 1.5m充气式薄膜抛物面反射器的折叠实验

3.3.3 3m充气式薄膜抛物面反射器的折叠实验

3.3.4 3m骨架式薄膜抛物面反射器的折叠实验

3.4 本章小结

第4章 折叠薄膜的力学分析

4.1 引言

4.2 薄膜折痕处的力学分析

4.3 薄膜的弯曲变形

4.4 薄膜的折叠损伤——微屈曲

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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摘要

充气展开反射器技术为大型可展开卫星天线结构的构建开辟了一条新的技术途径。薄膜抛物面反射器是一种以柔性复合薄膜材料为主构造的空间结构,在充气之前是柔性的,可以折叠包装,具有发射体积小、重量轻和展开可靠性高的优点;发射入轨后,充气展开成形。本文对该反射器的折叠技术开展了研究。本文针对薄膜抛物面反射器的结构特点,提出了一种新颖的折叠方法——圆柱式折叠。此折叠方法将抛物面反射器折叠成圆柱体,具有很高的折叠效率。本文建立了该折叠方式的折叠模型,确定了反射器表面的折叠线分布与最终折叠尺寸之间的关系,得到了半径、正多边形、平行和垂直折叠线的分布规律。建立了平面和抛物面之间折叠线映射的数学模型,得到了抛物面反射器上折叠线的确定方法。制作了薄膜抛物面反射器模型,进行了折叠展开测试,并根据折叠展开试验过程中发现的问题对折叠模型进行了修正。实验结果证明,该圆柱式折叠方法,能够将抛物面反射器成功地折叠;折叠的薄膜抛物面反射器能够可靠地展开。针对折叠对薄膜的影响进行了受力分析。通过建立折痕处薄膜的力学模型,得到了不同折叠阶段薄膜在折痕处的应变、应力状态。建立了折叠损伤的微屈曲模型,分析了折叠引起的弯曲变形和折叠参数之间的关系。

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