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国内刊号：11-2187/TH
国际刊号：0577-6686
发布日期:
作者：高明星, 刘荣强, 李冰岩, 郭宏伟, 邓宗全
单位：哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室 哈尔滨 150001
关键词：三棱柱,伸展臂,非线性,参数优化,试验验证；
基金：国家自然科学基金资助项目（51575119，51675114）。
空间伸展臂作为空间折展机构中形式最丰富、研究最早、应用最广泛的一维空间折展机构，其主要作用是展开柔性太阳能帆板，支撑网状天线、合成孔径雷达、太空望远镜等。以三棱柱式伸展臂为研究对象，对伸展臂的展开方式和几何参数进行设计分析。基于几何非线性有限元理论，建立含空间桁架及预应力绳索的可展开伸展臂单元模型，然后建立含多可展开单元的大型伸展臂的几何非线性动力学模型。通过Matlab编程计算伸展臂的基频，得到影响伸展臂基频的关键因素，并以伸展臂的基频为优化目标，质量为约束条件，采用遗传算法对伸展臂进行优化设计。研制可展开三棱柱伸展臂样机，对伸展臂进行折展功能及参数优化设计验证试验。结果表明所设计的三棱柱伸展臂可顺利折展，所做的优化设计有效可行。通过该方法可以对特定任务需要的伸展臂进行优化设计，在满足约束条件的情况下，达到基频最高，对伸展臂的设计提供参考。
来源：2020年第15期
《机械工程学报》期刊编辑部
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