空间展开折叠桁架结构动力学分析研究

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空间展开折叠桁架结构动力学分析研究空间展开折叠桁架结构由于轻质、 高刚度、 高抗振， 特别是可展开折叠性能等而被广泛应
用于航天领域， 包括空间平台、 大型可展式天线、 太阳帆、 伸展臂等， 美、 俄、 日等已进行深入研
究并投入应用， 而我国在这-领域的研究刚起步， 应用几乎为空白
[ 1]
。
展开运动力学分析是空间展开结构研究的关键内容之-， 但展开桁架结构几何拓扑关系
复杂， 杆件与节点形式简单、 统-、 量大， 采用经典多体力学理论分析桁架结构展开运动过程，
未知量多、 建模复杂、 效率低
[ 3]
。 本文以笛卡尔坐标系下节点自然坐标为未知量， 便于处理复杂
的拓扑关系， 节点约束由附加几何约束方程模拟， 建立桁架约束体系运动力学方程， 该方法可
分析机构特性， 展开折叠运动过程特征参数， 为机构设计优化、 驱动设置及动力设计提供依据。
1基本运动力学方程
基本假设: ¹ 杆单元为理想直杆， 节点具有三个转动自由度; º 杆单元长度保持不变; » 单
元内部速度为节点速度的线性插值函数; ¼忽略摩擦力、 结构