Design and Validation of a Carbon-Fiber Collapsible Hinge for Space Applications: A Deployable Boom

铰链 繁荣 振动 结构工程 正交异性材料 衬套 纤维 非线性系统 材料科学 工程类 机械工程 声学 复合材料 有限元法 物理 环境工程 量子力学
作者
Davide Piovesan,Mirco Zaccariotto,C. Bettanini,Marco Pertile,S. Debei
出处
期刊:Journal of Mechanisms and Robotics [ASME International]
卷期号:8 (3) 被引量:7
标识
DOI:10.1115/1.4032271
摘要

This work presents an analysis and validation of a foldable boom actuated by tape-spring foldable elastic hinges for space applications. The analytical equations of tape-springs are described, extending the classical equations for isotropic materials to orthotropic carbon-fiber composite materials. The analytical equations which describe the buckling of the hinge have been implemented in a multibody simulation software where the hinge was modeled as a nonlinear elastic bushing and the boom as a rigid body. In the experimental phase, the boom was fabricated using a thin layer carbon-fiber composite tube, and the residual vibrations after deployment were experimentally tested with a triaxial accelerometer. A direct comparison of the simulation with the physical prototype pointed out the dangerous effect of higher order vibrations which are difficult to capture in simulation. We observed that while the vibrational spectra of simulations and experiments were compatible at low frequencies during deployment, a marked difference was observed at frequencies beyond 30 Hz. While difficult to model, higher order frequencies should be carefully accounted for in the design of self-deployable space structures. Indeed, if tape-springs are used as a self-locking mechanism, the higher vibrational modes could have enough energy to unlock the structure during operation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
HUAN发布了新的文献求助10
2秒前
丘比特应助李学采纳,获得30
2秒前
2秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
小宋应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
白夜应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
xz给xz的求助进行了留言
4秒前
7秒前
8秒前
好好学习完成签到,获得积分10
9秒前
小蘑菇应助晾猫人采纳,获得10
10秒前
10秒前
英俊的铭应助HXD采纳,获得10
11秒前
智博36发布了新的文献求助10
12秒前
坚持很酷完成签到,获得积分10
13秒前
3194953964完成签到 ,获得积分10
14秒前
一颗树完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
xyz发布了新的文献求助10
15秒前
斯文败类应助一木采纳,获得10
16秒前
DH完成签到 ,获得积分10
17秒前
朝花夕拾发布了新的文献求助10
17秒前
HNNUYanY应助jwC采纳,获得10
17秒前
17秒前
瘦瘦的馒头完成签到,获得积分20
19秒前
十七应助强健的亦巧采纳,获得10
20秒前
20秒前
light完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
张姣姣发布了新的文献求助10
21秒前
东郭寻凝完成签到,获得积分10
23秒前
深情安青应助HUAN采纳,获得10
24秒前
CipherSage应助开心的幼珊采纳,获得10
24秒前
bkagyin应助yanyan采纳,获得10
24秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 1500
Classics in Total Synthesis IV: New Targets, Strategies, Methods 1000
Les Mantodea de Guyane 800
Mantids of the euro-mediterranean area 700
The Oxford Handbook of Educational Psychology 600
有EBL数据库的大佬进 Matrix Mathematics 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 内科学 物理 纳米技术 计算机科学 遗传学 化学工程 基因 复合材料 免疫学 物理化学 细胞生物学 催化作用 病理
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3412462
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3015168
关于积分的说明 8868829
捐赠科研通 2702831
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1481897
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 685084
邀请新用户注册赠送积分活动 679733