【技术实现步骤摘要】
一种复合材料的薄壁豆荚截面柔性肋及其设计方法
[0001]本专利技术涉及薄壁柔性肋设计
,尤其涉及一种复合材料的薄壁豆荚截面柔性肋及其设计方法。
技术介绍
[0002]空间可展开缠绕肋天线(Space Deployable Wrap
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rib Antenna),由美国最早在20世纪60年代启动了此类天线的研究(Woods JrAA,Wade W D.An approach towardthe design of large diameter offset
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fed antennas[C]//NASA Conference on Advanced Technologyfor Future Space Systems.1979:475.)。空间可展开缠绕肋天线由于具有极高收纳比、结构简单、质量轻的特点,被认为是一种理想的大型空间可展开天线结构。其主要由若干薄壁柔性肋、中心毂、网面以及中心馈源系统组成,如图1
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2所示。作为最关键的承力部件,柔性肋沿中心毂安装,在天线收拢时各柔性肋紧沿一个方向缠绕在中心毂上并采用锁紧机构进行约束,当天线入轨后锁紧机构解锁释放,各条柔性肋依靠自身的弹性势能向外展开至工作状态,支撑和保持反射面的抛物型面,同时馈源系统可竖直向上展开至焦点位置。整个天线系统展开快速且无需外部能源。
[0003]《可展开缠绕肋组件》,(CN 110313106 A),该专利介绍了公开了一种可展开缠绕肋组件,其包括毂、多个肋以及连接在肋之间的片材,每
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合材料的薄壁豆荚截面柔性肋,其特征在于,所述薄壁豆荚截面柔性肋的截面为豆荚型,所述豆荚形包括腰高和腹板,所述豆荚形的厚度一致部分为所述腰高,所述豆荚形的厚度为零部分为所述腹板;所述豆荚形为圆弧形;所述腰高L的取值范围为m1
‑
m2(m1≥0),所述腹板w的取值范围为n1
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n2(n1>0)。2.根据权利要求1所述的复合材料的薄壁豆荚截面柔性肋,其特征在于,所述腰高L的取值为(m1+m2)/2,所述腹板w的取值为n1。3.根据权利要求1所述的复合材料的薄壁豆荚截面柔性肋,其特征在于,所述豆荚形为抛物线形;所述抛物线形中的每个抛物线弧段的抛物线函数为y=ax2;其中,a为抛物线系数;所述抛物线形中的每个抛物线弧段的弧长为所述抛物线形截面在扁平状态下的压平长度为;s=2w+L+4L
p
;将所述腰高L的取值为(m1+m2)/2,所述腹板w的取值为n1,a的取值范围为a1
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a2,其中,a取值越大,则所述薄壁豆荚截面柔性肋沿x
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轴的抗弯曲性能越好,则所述薄壁豆荚截面柔性肋沿y
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轴的抗弯曲性能会越差。4.根据权利要求3所述的复合材料的薄壁豆荚截面柔性肋,其特征在于,a取值为a2。5.一种复合材料的薄壁豆荚截面柔性肋的设计方法,用于设计上述权利要求1
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2任一所述的复合材料的薄壁豆荚截面柔性肋,其特征在于,包括如下步骤:令腹板w在n1
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n2(n1>0)之间变化,腰高L在m1
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m2(m1≥0)之间变化,由此确定第一集合的多种不同的截面形状;对所述第一集合的多种不同的截面形状进行非线性屈曲计算;所述非线性屈曲计算包括弯矩绕x
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轴加载下的屈曲前刚度Kx热力分布计算、弯矩绕y
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轴加载下的屈曲前刚度Ky热力分布计算、弯矩绕x
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轴加载下的非线性临界荷载(NLCL)x热力分布计算、弯矩绕y
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轴加载下的非线性临界荷载(NLCL)y热力分布计算;获取所述非线性屈曲计算中呈正向增加的计算项最多的所述第一集合的多种不同的截面形状中的若干截面形状,令所述若干截面形状为第一选截面形状集;所述第一选截面形状集中,腹板w取值为n1。6.根据权利要求5所述的薄壁豆荚截面柔性肋的设计方法,其特征在于,所述腹板w取值为n1之后,还包括:令腹板w固定取值n1,腰高L在m1
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m2(m1≥0)之间变化,由此确定第二集合的多种不同的截面形状;对所述第二集合的多种不同的截面形状进行非线性屈曲计算;所述非线性屈曲计算包括弯矩绕x
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轴加载下的屈曲前刚度Kx热力分布计算、弯矩绕y
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轴加载下的屈曲前刚度...
【专利技术属性】
技术研发人员:安宁,贾启龙,
申请(专利权)人:上海鉴创科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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