空间可展开机构是人类进行空间探测活动不可缺少的航天装备,其中研究最活跃、发展潜力最大的一个分支是构架式空间可展开天线,成为近二三十年来随着航天科技的快速发展而产生的一种新型空间机构。构架式空间可展开天线采用模块化思想设计,通常由四面体或六棱柱模块组成,改变模块的大小和数量可以得到不同口径的可展开天线。构架式空间可展开天线形面精度高,收纳率大,刚度高,强度大,装配时间短,制造成本低,是目前大口径天线的一种理想形式。例如2006年底,日本国家空间发展局(JAXA)发射的工程试验卫星ETS-VIII上携带了两架构架式空间可展开天线,如图1所示。对于构架式空间可展开天线机构,等尺寸模块支撑桁架的杆件类型少,模块化程度较高,便于工程制造。针对等尺寸单模块构架式空间可展开天线,设计了如图2所示的桁架及索网结构;基于力密度法发展了适用于该类型反射器网面的找形方法:渐近迭代力密度法;采用绝对节点坐标方建立单模块支撑桁架的刚柔耦合多体系统动力学模型,对桁架展开过程进行动力学仿真,如图3所示;最后采用等几何分析方法建立含预张力的柔性索网有限元模型,并对桁架索网耦合模型进行了展开动力学仿真,如图4所示。