田島卷尺的構(gòu)件

卷尺彈簧

　　卷尺(田島卷尺)彈簧是形狀類似鋼卷尺的一種構(gòu)件，是一種單層開(kāi)口柱面殼。可以利用其殼體屈曲性能，設(shè)計(jì)和研制出一種鉸鏈結(jié)構(gòu)。這種鉸鏈結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的力學(xué)性能，它可以利用折疊時(shí)積聚的彈性應(yīng)變能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自動(dòng)展開(kāi)而不需要其它的動(dòng)力裝置；在展開(kāi)之后，又能夠靠自身的剛度提供大型可展結(jié)構(gòu)所需的鎖定力，而不需要另外加設(shè)鎖定裝置。這種鉸鏈可用于大型航天可展結(jié)構(gòu)中，如可展的太陽(yáng)翼等。

　　鋼卷尺(田島卷尺)彈簧的幾何要素及材料屬性，鋼卷尺的幾何形狀為具有一定長(zhǎng)度的開(kāi)口圓柱形殼，它的各項(xiàng)幾何要素包括卷尺厚度t，曲率半徑R，角度日以及長(zhǎng)度L。這些幾何要素都將影響卷尺的力學(xué)性能。與力學(xué)性能相關(guān)的主要材料屬性包括彈性模量E和泊松比。在下面的分析過(guò)程中我們采用的彈性模量E為，泊松比為0.3。

　　鉸鏈驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)翼展開(kāi)非常順利，但是鉸鏈彎折后的抗扭剛度不足，有待改善。另外由于鋼卷尺材料的彈性模量不大，其驅(qū)動(dòng)力有限，所以要想在大型太陽(yáng)帆板中使用還有一定難度。由于鉸鏈中存在較大的空隙，會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，所以鉸鏈的結(jié)構(gòu)形式還有待改進(jìn)。

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