空间多因素环境下超大型仿菊自展开柔性智能聚光器研究

基本信息
批准号:51875118
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:李丽芳
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郭朋真,琚丹丹,史创,唐愉真,张祖豪,香世贵,田进
关键词:
空间太阳能电站柔性机构空间多因素环境协同效应超大型聚光器仿菊自展开机构
结项摘要

In this project, a new type of chrysanthemum blossoming origami compliant intelligent concentrator using flexible keel curling principle and a secondary optimization mirror structure, is proposed for the application of 100m-scale solar concentrators. By applying methods of theoretical modeling, computational simulation, optimization designing and prototype simulation tests, a novel design method of large-scale flexible deployable membrane concentrators using small-hole multi-layer flexible petals keel composite structures was proposed, and the dynamics model of the multi-flexible system of the large-scale self-expanding flexible concentrator will be well established. Also an intelligent in-situ control method based on memory alloy shape tuning and SAW (Surface Acoustic Wave) sensing was proposed. According to the principle of stiffness equivalence, a scaled prototype will be developed, meanwhile the experiments of ground simulation of vacuum, high and low temperature environments will be carried out to evaluate the synergistic effects and mechanism of space environment. The concentrator has the advantages of high storage ratio, light weight and high precision, will provide a new design method for largescale space concentrators, antennas and telescope systems.

面向空间太阳能电站对百米级太阳能聚光器的应用需求,本项目提出了一种基于弹性龙骨仿菊卷曲原理、形状记忆合金控制柔索牵拉调型、智能在线控制技术的仿菊自展开柔性智能薄膜二次聚光器创新构型。拟解决目前超大柔性可展开机构因结构强非线性,其机构设计、动力学建模及在线控制难度高,空间多因素协同效应影响机理研究空白等关键技术难题。采取理论建模、仿真分析、优化设计和原理样机试验相结合的方法开展研究,提出基于小孔-多层板弹性花瓣龙骨的大口径柔性聚光器优化创新设计方法,建立其多柔体系统动力学模型,提出基于记忆合金调型与声表面波传感的在线智能控制方法。依据刚度等效原则研制缩比原理样机,结合高低温、高速粉尘撞击空间多因素环境协同效应试验揭示其对超大柔性聚光器的影响机理。本项目仿菊自展开柔性智能薄膜聚光器具有超大型、高收纳比、轻量化、高精度等优点,将为空间超大聚光器、天线机构、太阳帆、望远镜系统等提供一种新思路。

项目摘要

面向空间太阳能电站对百米级太阳能聚光器的应用需求,本项目提出了一种基于弹性龙骨仿菊卷曲原理、形状记忆合金控制柔索牵拉调型和智能在线控制技术的仿菊自展开柔性智能聚光器创新构型。解决了目前超大柔性可展开机构因结构强非线性而导致的机构设计、动力学建模以及在线控制难度高等关键技术难题。采取理论建模、仿真分析、优化设计和原理样机试验相结合的方法开展研究,提出了基于小孔-多层板弹性花瓣龙骨的大口径柔性聚光器优化创新设计方法,建立其多柔体系统动力学模型。依据刚度等效原则研制缩比原理样机。本项目仿菊自展开柔性智能薄膜聚光器具有超大型、高收纳比、轻量化、高精度等优点,将为聚光器、天线机构、空间望远镜及太阳帆等空间超大系统提供一种新思路。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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