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田岛卷尺的构造

 
    田岛卷尺弹簧是形状类似钢卷尺的一种构件,是一种单层开口柱面壳。可以利用其壳体屈曲性能,设计和研制出一种铰链结构。这种铰链结构具有独特的力学性能,它可以利用折叠时积聚的弹性应变能实现结构的自动展开而不需要其它的动力装置;在展开之后,又能够靠自身的刚度提供大型可展结构所需的锁定力,而不需要另外加设锁定装置。这种铰链可用于大型航天可展结构中,如可展的太阳翼等。
  钢卷尺田岛卷尺弹簧的几何要素及材料属性,钢卷尺的几何形状为具有一定长度的开口圆柱形壳,它的各项几何要素包括卷尺厚度t,曲率半径R,角度日以及长度L。这些几何要素都将影响卷尺的力学性能。与力学性能相关的主要材料属性包括弹性模量E和泊松比。在下面的分析过程中我们采用的弹性模量E为,泊松比为0.3。
  铰链驱动太阳翼展开非常顺利,但是铰链弯折后的抗扭刚度不足,有待改善。另外由于钢卷尺材料的弹性模量不大,其驱动力有限,所以要想在大型太阳帆板中使用还有一定难度。由于铰链中存在较大的空隙,会产生较大的振动,所以铰链的结构形式还有待改进。



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