广义空间可展开机构/结构的高精度设计理论与方法

基本信息
批准号:51775403
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:李团结
学科分类:
依托单位:西安电子科技大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:唐雅琼,齐晓巧,张震,耿婧,周家兴,吴强,何超,周博
关键词:
动态精度广义机构构型综合静态精度可展开结构
结项摘要

A real space deployable mechanism or structure is composed of generalized links such as rigid links, cables and springs etc., and generalized kinematic pairs. These generalized links and kinematic pairs are very important in driving, locating, locking, shape preserving, synchronously deploying and stabilizing deployable mechanisms or structures..Due to highly coupling of geometry and force for generalized deployable mechanisms or structures, it is extremely difficult for integrated design of shape and performance control of their configurations. Additionally, extreme working conditions, uncertainties and time variance of space deployable mechanisms or structures make the design for quality of their functional precision during service period difficult..Therefore, this project will start from the key factors influencing the functional precision of generalized deployable mechanisms or structures to develop and establish the design theory and methodology including configuration synthesis and optimization, static and dynamic accuracy design through theoretical models, numerical simulations and experimental verification. The ultimate aim is to achieve the rationality of topological configurations, the precision of static accuracy and the environment adaptability of dynamic accuracy. This work will lay a solid foundation to break through the bottlenecks limiting the performance of large space structures for our nation, and also is significant for the connotation development of mechanical subject.

真实的空间可展开机构/结构是由传统的杆构件、绳索及弹簧等广义构件和广义运动副组成,这些广义构件和广义运动副对于实现可展开机构/结构的驱动、定位、锁紧、保形、同步展开、可靠等性能起到了非常关键的作用。广义可展开机构/结构的几何-力高度耦合,导致其构型的控形控性集成设计困难。另外,空间可展开机构/结构服役环境的极端性、不确定性及时变性,导致其功能精度在整个服役周期内的保质设计困难。为此,本项目拟从决定广义空间可展开机构/结构功能精度的关键因素入手,采用理论建模、数值仿真和实验方法,研究并建立其新构型综合与优选、静态精度设计和动态精度设计理论与方法,实现其拓扑构型的合理性、静态精度的准确性和动态精度的环境适应性,为突破长期制约我国大型空间结构装备性能的瓶颈问题奠定坚实的科学基础,同时也对机械学科内涵的发展和开拓具有重要研究价值。

项目摘要

本项目从决定广义空间可展开机构/结构功能精度的关键因素入手,采用理论建模、数值仿真和实验方法,研究并建立了其新构型综合与优选、静态精度设计和动态精度设计理论与方法,实现其拓扑构型的合理性、静态精度的准确性和动态精度的环境适应性,突破长期制约我国大型空间结构装备性能的结构设计与分析关键技术,解决了航天科技任务多样化与新构型优选、服役环境恶劣与高精度保质设计之间的矛盾问题,并发展和开拓了机械学科的研究内涵。研究成果已应用于我国二代中继卫星首发星(2019年3月31日)伞状天线(已成功在轨工作)工程样机的设计与研制上,为高精度网状可展开天线的自主设计与优化做出了重要贡献。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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