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摘要
采用理论分析、接触有限元和试验方法研究了球铰连接可展开桁架的刚度性能.首先,基于能量原理得到桁架结构的x、y方向等效刚度;对于z方向压缩刚度,竖杆两端球铰与角节点接触无法忽略,运用Winkler弹性地基理论得到球铰连接的等效接触刚度,并进一步根据弹簧串联原理进行求解.然后,考虑球铰接触状态,采用接触有限元进行刚度分析,将接触体和目标体都设置为变形体,通过周期性位移边界条件加载得到展开单元x、y、z三个方向的刚度.最后,通过试验来验证接触分析方法的准确性.结果表明,接触有限元方法可准确预测球铰连接桁架的刚度,结构z方向的压缩刚度远小于x、y方向的刚度值.
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