预测双稳部署复合式伸缩臂折叠稳定状态的分析模型
摘要：双稳可展长复合臂（Bi-DCB）可通过储存和释放应变能实现双稳功能，在太空领域有很好的应用前景，例如，它可以作为可展结构（如太阳能阵列和天线）的主要支撑部分。本文通过分析方法研究了Bi-DCB的折叠稳定状态。基于经典的阿基米德螺旋，建立了Bi-DCB的几何模型。利用能量原理，提出了预测Bi-DCB折叠稳定状态的解析模型。使用Tsai-Hill准则和最大应力准则计算了折叠稳定状态下六个Bi-DCB的失效指数。为验证本文提出的解析模型，将预测结果与两个有限元模型（FEMs）和实验结果进行了比较，结果吻合良好。最后，借助解析模型进一步研究了几何参数（即截面半径、厚度和长度）对Bi-DCB折叠稳定状态的影响。结果表明，几何参数是影响Bi-DCB折叠稳定状态的关键因素之一。
作者：Tian-Wei Liu, Jiang-Bo Bai, Nicholas Fantuzzi
论文ID：2305.08131
分类：Classical Physics
分类简称：physics.class-ph
提交时间：2023-05-16