空间充气管展开动力学研究进展

最近空间充气展开结构引起了人们的广泛关注,这是因为空间充气展开结构具有折叠体积小,重量轻和展开可靠性高等优点,于是一些空间计划也开始考虑利用充气展开结构的优势.然而,在空间充气展开结构应用到太空之前还有一些重要的问题需解决,其中之一就是控制和掌握充气展开结构的充气展开动力学特性.充气管用于驱动展开并支撑空间结构是一种重要的构件.围绕充气管在展开过程中的动力学问题,详细地综述了近20年来国际上的研究进展情况.首先讨论了有关的充气展开模型,包括非线性铰链模型、卷曲折叠管展开模型、控制体积模型、能量法模型和流-固耦合模型等.然后介绍了有限元模拟研究进展,并分别评述了$Z$形、卷曲、多边形以及变直径伸缩等折叠管的充气展开实验研究.文章最后指出了充气管的充气展开的理论、有限元模拟以及实验在今后值得关注的研究方向.