复合材料C型柔性杆准静态卷收力学性能分析及优化设计

摘要

复合材料C型柔性杆展开结构(C型杆)由于其质量轻、结构简单和折展比高等特点,已广泛应用于宇航空间领域。该文以C型杆为研究对象,采用显式动力学分析方法,对其进行准静态仿真分析,研究卷收过程的力学性能,并提出了一种复合材料C型杆的优化设计方法。研究了C型杆截面半径、截面圆心角、杆长等几何参数对卷收最大应变能、一阶固有频率、最大应力等力学性能影响规律。基于响应面方法,建立了以结构应变能和一阶固有频率最大为目标,以最大应力为约束,以几何参数为设计变量的多目标优化模型,并采用遗传算法进行求解,获得可行解分布和最优解,研究结果对于提高空间展开结构的力学性能和优化设计具有重要的理论意义。

关键词

复合材料 / C型杆 / 准静态卷收 / 力学性能 / 响应面法 / 多目标优化