1/11项目名称:大型空间薄膜结构保型技术及应用推荐单位:哈尔滨工业大学项目简介本项目属于力学领域
本项目面向大型航天器结构长期在轨保型技术发展需求,创新提出一种“保型设计精确成型张力控型刚化定型”的大型空间薄膜结构形状控制技术,通过主被动协同控型与材料刚化定型,使结构具备长期保型能力并形成一类具有“大、轻、精、久”显著优势的创新体制航天器,引领未来大型高精度薄膜航天器的发展方向
本项目在自然科学基金资助下,建立了褶皱分叉和精度模拟调整等结构与控制一体化保型设计方法,揭示了薄膜结构构型失稳机制
在原总装预研项目支持下,提出了张力索网与智能材料驱动的主被动协同控型技术,解决了大型空间薄膜结构高精度实现与精度保持技术难题,研制了大口径高精度充气展开可刚化天线反射面工程样机,依托新技术实验卫星充气式重力梯度杆,完成了保型技术的在轨应用
本项目申请国家发明专利项,其中已授权项
项目主要技术创新如下:
创新提出了柔性结构与形状控制相融合的一体化设计技术,突破了大型复杂薄膜结构被动形状控制技术难题
提出了考虑柔柔和刚柔适配连接的精细化设计方法,解决了力流枢纽节点匹配设计难题,实现了结构中力流传递路径的最优化
发明了基于欧几里得范数最小二乘解的抛物面型薄膜结构面型精度分析方法和精度调整模拟方法,突破了百M级尺度薄膜结构毫M级精度的精细化高保型设计技术难题
发明了索膜肋杆环协同牵连约束的经纬混编空间网络张力控型技术,提出了螺杆、压电纤维复合材料和形状记忆材料组合驱动的主动形状控制技术,与支撑结构和索网络优化融合实现了对肋网面的主被动协同控型,提出了基于测试误差补偿的精度调整技术,突破了大型薄膜结构测控一体化实现高精度的技术难题
发明了可刚化肋网支撑偏馈抛物面型充气天线反射面,提出了精密裁切、刚柔适配精细组装与辅助定位的薄膜结构精确成型工艺方法,研制了大口径薄膜充气天线反射面工程样机,突