弹簧驱动空间可展桁架结构设计与分析理论研究

作     者：张京街 

作者单位：浙江大学 

学位级别：博士

导师姓名：关富玲

授予年度：2001年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：或展结构 结构设计 空间可展桁架结构 几何约束方程 奇异值分解 广义增量法 

摘      要：可展结构是近四十年内发展起来的一种新型结构,地宇航、建筑结构和军事工程等领域起着重要作用.该文对弹簧驱动可展桁架结构的设计和分析理论进行了深入系统的研究.首先讨论了结构的可展条件和杆系结构展开基本单元的体系判别.给出了五种八面体及其派生桁架单元,研究了它们的基本结构特征,分析了这些单元所构造展开单元机构特性、工作机理和几何特性.总结了展开结构设计的基本原理和方法,阐述了主要结构技术指标,概括了设计步骤.展开结构具有与其它结构不同的特性,该文推导了这种展开结构的两种宏单元结构分析的平衡、协调、柔度和刚度矩阵.通过矩阵缩减形成单元的压缩矩阵,推导出应力和位移的分析列式.并对结构进行了静力特性分析、模态分析、频率响应分析.采用笛卡尔坐标系下节点自然坐标系为未知量,利用Lagrange方法建立系统的展开过程分析动力学模型,推导了节点坐标表示的构架可展结构的等效质量矩阵;根据应用于刚体的达朗贝尔原理拉格朗日形式建立了基本动力学方程.研究了非线笥结构分析广义增量算法在临界点与非临界点的特点,阐明了临界点的性质和判定依据.最后对上述研究内容及成果作了中肯的总结,提出了以后待解决的问题.