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摘要
为满足空间任务中对可展薄膜机构的大折展比、高平整度等需求，提出基于Miura弹性折痕的空间薄膜可展机构，并进行建模分析及样机研制。根据折痕分布规律和几何关系建立Miura-ori几何模型，研究薄膜的折痕参数对折展比和折痕总长的影响规律，并进行计算和折痕参数优化。在ABAQUS/Explicit中建立折痕倾角θ=90°及θ＜90°的四折痕基本单元的数值仿真模型，分析薄膜关键折痕处的力学行为变化，初步证明二维弹性折痕的可行性；进一步研究经过Miura弹性折痕折叠后三角形薄膜的弹塑性，绘制折痕交点处应力随折叠过程的变化曲线，应力峰值均处于材料弹性范围内；研制空间可展开薄膜机构样机，进行了验证分析。结果表明：机构构型设计方案合理，利用优化的折痕参数可以得到大折展比和小折痕总长的薄膜Miura折叠方案，展开后薄膜表面具有较高的平整度，证明了可展薄膜Miura弹性折痕的可行性和优越性。
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单位哈尔滨工业大学; 中国航天科技集团有限公司; 机器人技术与系统国家重点实验室
