卷尺弹簧是形状类似钢卷尺的一种构件,拥有单层开口柱面壳的结构形式。我们可以利用其壳体屈曲性能,设计和研制出新型的铰链结构。这种新型铰链结构具有独特的力学性能,它可以利用折叠时积聚的弹性应变能实现结构的自动展开而不需要其它的动力装置;在展开之后,又能够依靠自身的刚度提供大型可展结构所需的锁定力,而不需要另外加设锁定装置。这种新型铰链可用于大型航天可展结构中,如可展的太阳帆板等。以下为为本文的主要内容: 从屈曲状态,临界弯矩,应变能,恢复力曲线等方面对单根卷尺弹簧的折叠,展开,及自锁性能做了详细的分析。并分析了各项几何要素对单根卷尺弹簧展开性能的影响。 对单根卷尺弹簧弯曲的若干重要问题进行了深入的探索和研究。分析讨论了单根卷尺弹簧的弯折区域的控制、单根卷尺弹簧的展开驱动弯矩的取值以及单根卷尺弹簧的屈服。提出了控制弯折区域的措施以及防止单根卷尺弹簧屈服的措施,并推导了单根卷尺弹簧的展开驱动弯矩的公式。 提出了一种组合铰链的设计方案,对其力学性能进行了分析,并与单根卷尺弹簧的力学性能进行了对比。 对卷尺弹簧驱动太阳帆板展开运动进行了分析。 制作了太阳帆板小模型,进行了展开试验。提出了组合铰链的优缺点和改进措施。