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可展薄膜的Miura弹性折痕建模与分析
被引量：
2
1
作者
唐愉真
刘超
+4 位作者
肖洪
郭宏伟
王治易
谢超
刘荣强
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期1-11,共11页
为满足空间任务中对可展薄膜机构的大折展比、高平整度等需求,提出基于Miura弹性折痕的空间薄膜可展机构,并进行建模分析及样机研制。根据折痕分布规律和几何关系建立Miura-ori几何模型,研究薄膜的折痕参数对折展比和折痕总长的影响规律...
为满足空间任务中对可展薄膜机构的大折展比、高平整度等需求,提出基于Miura弹性折痕的空间薄膜可展机构,并进行建模分析及样机研制。根据折痕分布规律和几何关系建立Miura-ori几何模型,研究薄膜的折痕参数对折展比和折痕总长的影响规律,并进行计算和折痕参数优化。在ABAQUS/Explicit中建立折痕倾角θ=90°及θ<90°的四折痕基本单元的数值仿真模型,分析薄膜关键折痕处的力学行为变化,初步证明二维弹性折痕的可行性;进一步研究经过Miura弹性折痕折叠后三角形薄膜的弹塑性,绘制折痕交点处应力随折叠过程的变化曲线,应力峰值均处于材料弹性范围内;研制空间可展开薄膜机构样机,进行了验证分析。结果表明:机构构型设计方案合理,优化后的折痕参数可以得到大折展比和小折痕总长的薄膜Miura折叠方案,展开后薄膜表面具有较高的平整度,证明了可展薄膜Miura弹性折痕的可行性和优越性。
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关键词
可展薄膜结构
Miura折纸
折痕参数优化
二维弹性折痕
样机研制
下载PDF
职称材料
MSC折纸结构设计及其双稳态解析与实验
被引量：
3
2
作者
万世雯
张琦炜
徐鉴
《力学季刊》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期429-437,共9页
折纸是一门古老艺术,其本质是将平面材料沿着事先设计好的折痕进行折叠,进而形成一个复杂的三维结构.柔性折纸结构是实现三维结构轻量化的重要途径.因此,解析折纸结构几何特性和力学性质十分必要.本文以MSC(Magic Spiral Cube)为研究对...
折纸是一门古老艺术,其本质是将平面材料沿着事先设计好的折痕进行折叠,进而形成一个复杂的三维结构.柔性折纸结构是实现三维结构轻量化的重要途径.因此,解析折纸结构几何特性和力学性质十分必要.本文以MSC(Magic Spiral Cube)为研究对象,通过实际折痕和虚拟折痕的方法,建立了该结构的几何模型,确定了实现完全展开和完全折叠对刚性面和可变形面的设计条件,在虚拟折痕上引入了扭转刚度,证明了该扭转刚度与柔性面变形的等效性,从而得到了MSC折纸结构的弹性势能,得到了使结构变形的力与位移本构.通过力学特性分析,发现了MSC折纸结构具有双稳态特性,这种特性是由面内变形诱发的,与虚拟折痕刚度与弹性折痕刚度的比值有直接的关系.最后,我们对MSC折纸结构进行设计和制备,通过实验,验证了理论模型的准确性.本文的研究结果不仅进一步加深了我们对于MSC折纸结构力学特性的认识,同时也为其工程应用提供理论基础.
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关键词
MSC折纸结构
刚性折痕
弹性折痕
虚拟折痕
双稳态
下载PDF
职称材料
题名
可展薄膜的Miura弹性折痕建模与分析
被引量：
2
1
作者
唐愉真
刘超
肖洪
郭宏伟
王治易
谢超
刘荣强
机构
机器人技术与系统国家重点实验室(哈尔滨工业大学)
中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期1-11,共11页
基金
国家自然科学基金(51835002)
中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室开放课题基金(YYHT-F805201904004)。
文摘
为满足空间任务中对可展薄膜机构的大折展比、高平整度等需求,提出基于Miura弹性折痕的空间薄膜可展机构,并进行建模分析及样机研制。根据折痕分布规律和几何关系建立Miura-ori几何模型,研究薄膜的折痕参数对折展比和折痕总长的影响规律,并进行计算和折痕参数优化。在ABAQUS/Explicit中建立折痕倾角θ=90°及θ<90°的四折痕基本单元的数值仿真模型,分析薄膜关键折痕处的力学行为变化,初步证明二维弹性折痕的可行性;进一步研究经过Miura弹性折痕折叠后三角形薄膜的弹塑性,绘制折痕交点处应力随折叠过程的变化曲线,应力峰值均处于材料弹性范围内;研制空间可展开薄膜机构样机,进行了验证分析。结果表明:机构构型设计方案合理,优化后的折痕参数可以得到大折展比和小折痕总长的薄膜Miura折叠方案,展开后薄膜表面具有较高的平整度,证明了可展薄膜Miura弹性折痕的可行性和优越性。
关键词
可展薄膜结构
Miura折纸
折痕参数优化
二维弹性折痕
样机研制
Keywords
deployable
membrane
structure
Miura-ori
creas
e
parameters
optimization
elastic
creases
prototype
development
分类号
V414.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
下载PDF
职称材料
题名
MSC折纸结构设计及其双稳态解析与实验
被引量：
3
2
作者
万世雯
张琦炜
徐鉴
机构
同济大学航空航天与力学学院
出处
《力学季刊》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期429-437,共9页
基金
国家自然科学基金重点项目(11932015)。
文摘
折纸是一门古老艺术,其本质是将平面材料沿着事先设计好的折痕进行折叠,进而形成一个复杂的三维结构.柔性折纸结构是实现三维结构轻量化的重要途径.因此,解析折纸结构几何特性和力学性质十分必要.本文以MSC(Magic Spiral Cube)为研究对象,通过实际折痕和虚拟折痕的方法,建立了该结构的几何模型,确定了实现完全展开和完全折叠对刚性面和可变形面的设计条件,在虚拟折痕上引入了扭转刚度,证明了该扭转刚度与柔性面变形的等效性,从而得到了MSC折纸结构的弹性势能,得到了使结构变形的力与位移本构.通过力学特性分析,发现了MSC折纸结构具有双稳态特性,这种特性是由面内变形诱发的,与虚拟折痕刚度与弹性折痕刚度的比值有直接的关系.最后,我们对MSC折纸结构进行设计和制备,通过实验,验证了理论模型的准确性.本文的研究结果不仅进一步加深了我们对于MSC折纸结构力学特性的认识,同时也为其工程应用提供理论基础.
关键词
MSC折纸结构
刚性折痕
弹性折痕
虚拟折痕
双稳态
Keywords
MSC
origami
structure
rigid
creas
e
elastic
creas
e
virtual
creas
e
bistability
分类号
TB34 [一般工业技术—材料科学与工程]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
可展薄膜的Miura弹性折痕建模与分析
唐愉真
刘超
肖洪
郭宏伟
王治易
谢超
刘荣强
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
下载PDF
职称材料
2
MSC折纸结构设计及其双稳态解析与实验
万世雯
张琦炜
徐鉴
《力学季刊》
CAS
CSCD
北大核心
2021
3
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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