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三棱柱伸展臂超弹性铰链的力学建模与分析
被引量：
9
1
作者
杨慧
郭宏伟
+1 位作者
王岩
刘荣强
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第3期275-281,共7页
针对对向多层超弹性铰链展开状态的稳定性问题,分别基于铁木辛柯屈曲理论和欧拉梁屈曲理论建立对向多层超弹性铰链折叠峰值力矩模型。搭建实验平台,分别对12种规格对向单层、双层超弹性铰链进行实验研究,发现理论值与实验值偏差不大于7....
针对对向多层超弹性铰链展开状态的稳定性问题,分别基于铁木辛柯屈曲理论和欧拉梁屈曲理论建立对向多层超弹性铰链折叠峰值力矩模型。搭建实验平台,分别对12种规格对向单层、双层超弹性铰链进行实验研究,发现理论值与实验值偏差不大于7.73%,偏差均值不大于4.93%,偏差标准差不大于4.97%,验证了基于欧拉梁屈曲理论建模的准确性。对对向多层超弹性铰链进行参数研究,发现半径、中心角、厚度和层数与屈曲力矩正相关,而长度则是负相关的。
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关键词
三棱柱伸展臂
超弹性铰链
屈曲
实验研究
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职称材料
复合材料人形杆压扁过程数值模拟分析
被引量：
7
2
作者
杨慧
刘恋
+1 位作者
刘荣强
刘永斌
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期570-576,共7页
为了避免超弹性杆因应力集中而产生疲劳裂纹,延长其使用寿命,借助于ABAQUS软件,采用S4R壳单元和粘结单元,建立了人形杆复合材料压扁有限元模型。利用显示动力学法对人形杆压扁过程进行了非线性数值模拟分析,分析单一材料、两种材料铺层...
为了避免超弹性杆因应力集中而产生疲劳裂纹,延长其使用寿命,借助于ABAQUS软件,采用S4R壳单元和粘结单元,建立了人形杆复合材料压扁有限元模型。利用显示动力学法对人形杆压扁过程进行了非线性数值模拟分析,分析单一材料、两种材料铺层方式和不同铺层角度时人形杆各层应力特点,进而选取出应力最小的铺层方法。该研究对可展开机构中人形截面超弹性杆复合材料最佳铺层方式的合理选取具有重要意义。
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关键词
可折展机构
人形杆
压扁过程
显示动力学法
复合材料
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职称材料
内向同构二次分层内凹六边形超材料力学特性建模与分析
3
作者
杨慧
杨彦飞
+2 位作者
王岩
刘瀚孺
刘荣强
《宇航学报》
2025年第3期532-543,共12页
针对负泊松比超材料的刚度和强度低、胞元混合方式复杂等问题,提出了一种基于内凹六边形胞元的内向同构二次分层内凹六边形超材料胞元。首先基于铁木辛柯梁模型和卡式第二定理对超材料胞元的弹性参数进行理论建模,并采用Beam 188单元建...
针对负泊松比超材料的刚度和强度低、胞元混合方式复杂等问题,提出了一种基于内凹六边形胞元的内向同构二次分层内凹六边形超材料胞元。首先基于铁木辛柯梁模型和卡式第二定理对超材料胞元的弹性参数进行理论建模,并采用Beam 188单元建立有限元模型进行静力学分析;同时采用3D打印技术研制胞元拉伸样件进行拉伸实验,验证了理论和仿真模型的准确性。最后对内向同构二次分层内凹六边形超材料胞元进行参数研究,并与内凹六边形超材料胞元进行性能对比。结果表明,通过调整胞元边长、胞壁厚度,可在保持泊松比不变的情况下显著提升胞元的刚度,为变形翼蒙皮和变形翼填充结构的设计提供了理论依据。
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关键词
变形翼
超材料
负泊松比
铁木辛柯梁模型
卡氏第二定理
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职称材料
题名
三棱柱伸展臂超弹性铰链的力学建模与分析
被引量：
9
1
作者
杨慧
郭宏伟
王岩
刘荣强
机构
安徽
大学
电气工程与自动化学院
哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家实验室
中国电子科技集团
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第3期275-281,共7页
基金
高等学校学科创新引智计划(B07018)
中央高校基础研究基金(HIT.NSRIF.2015050)
机器人技术与系统国家实验室自主课题(SKLRS201401A02)
文摘
针对对向多层超弹性铰链展开状态的稳定性问题,分别基于铁木辛柯屈曲理论和欧拉梁屈曲理论建立对向多层超弹性铰链折叠峰值力矩模型。搭建实验平台,分别对12种规格对向单层、双层超弹性铰链进行实验研究,发现理论值与实验值偏差不大于7.73%,偏差均值不大于4.93%,偏差标准差不大于4.97%,验证了基于欧拉梁屈曲理论建模的准确性。对对向多层超弹性铰链进行参数研究,发现半径、中心角、厚度和层数与屈曲力矩正相关,而长度则是负相关的。
关键词
三棱柱伸展臂
超弹性铰链
屈曲
实验研究
Keywords
Triangular prism deployment mast
Hyperelastic hinges
Buckling
Experimental research
分类号
V214.36 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
复合材料人形杆压扁过程数值模拟分析
被引量：
7
2
作者
杨慧
刘恋
刘荣强
刘永斌
机构
安徽
大学
电气工程与自动化学院
哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家实验室
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期570-576,共7页
基金
国家自然基金青年基金(51605001)
国家自然科学基金重点项目(51835002)
安徽大学博士科研启动经费(J01003222)
文摘
为了避免超弹性杆因应力集中而产生疲劳裂纹,延长其使用寿命,借助于ABAQUS软件,采用S4R壳单元和粘结单元,建立了人形杆复合材料压扁有限元模型。利用显示动力学法对人形杆压扁过程进行了非线性数值模拟分析,分析单一材料、两种材料铺层方式和不同铺层角度时人形杆各层应力特点,进而选取出应力最小的铺层方法。该研究对可展开机构中人形截面超弹性杆复合材料最佳铺层方式的合理选取具有重要意义。
关键词
可折展机构
人形杆
压扁过程
显示动力学法
复合材料
Keywords
Deployable mechanism
TRAC boom
Flattening process
Explicit dynamic method
Composite material
分类号
V214.8 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
内向同构二次分层内凹六边形超材料力学特性建模与分析
3
作者
杨慧
杨彦飞
王岩
刘瀚孺
刘荣强
机构
燕山
大学
河北省
机器人
与机电
系统
实验室
出处
《宇航学报》
2025年第3期532-543,共12页
基金
河北省自然科学基金(E2024203052,E2024203105)
国家自然科学基金(52375028,52192631)
河北省研究生创新资助项目(CXZZSS2024030)。
文摘
针对负泊松比超材料的刚度和强度低、胞元混合方式复杂等问题,提出了一种基于内凹六边形胞元的内向同构二次分层内凹六边形超材料胞元。首先基于铁木辛柯梁模型和卡式第二定理对超材料胞元的弹性参数进行理论建模,并采用Beam 188单元建立有限元模型进行静力学分析;同时采用3D打印技术研制胞元拉伸样件进行拉伸实验,验证了理论和仿真模型的准确性。最后对内向同构二次分层内凹六边形超材料胞元进行参数研究,并与内凹六边形超材料胞元进行性能对比。结果表明,通过调整胞元边长、胞壁厚度,可在保持泊松比不变的情况下显著提升胞元的刚度,为变形翼蒙皮和变形翼填充结构的设计提供了理论依据。
关键词
变形翼
超材料
负泊松比
铁木辛柯梁模型
卡氏第二定理
Keywords
Morphing wing
Metamaterials
Negative Poisson's ratio
Timoshenko beam model
Castigliano's second theorem
分类号
V250.1 [一般工业技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
三棱柱伸展臂超弹性铰链的力学建模与分析
杨慧
郭宏伟
王岩
刘荣强
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
9
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
复合材料人形杆压扁过程数值模拟分析
杨慧
刘恋
刘荣强
刘永斌
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
内向同构二次分层内凹六边形超材料力学特性建模与分析
杨慧
杨彦飞
王岩
刘瀚孺
刘荣强
《宇航学报》
2025
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