Design and Intelligent Folding-Deployment Behavior of Shape Memory Kresling Origami Structures

空间展开结构通常要求在发射阶段具有良好的轻量化收纳能力，入轨工作后具有可靠的展开能力与形状稳定性。为满足空间展开结构在轻量化收纳、可控展开与高刚度维型等方面的综合需求，提出了一种形状记忆Kresling折纸结构，该方案以柔性 Kresling 折纸为基本构型，引入形状记忆复合材料作为驱动与增强单元，从而实现结构的智能折展行为与力学性能增强。采用数值仿真与实验相结合的方法，对比分析了形状记忆网格增强条的配置方式对折纸结构折展行为、型面精度以及承载性能的影响。研究结果表明，当增强条与 Kresling折痕夹角处于 40° 到 50° 区间时，结构具有较优的折叠固定性能；展开后，网格增强条能够有效提升 Kresling 折纸的型面精度和结构的承载能力。在不同的布置方式中，谷折痕增强方式在结构的折展行为与承载能力方面均优于峰折痕增强方式。研究结果可为柔性可展结构的设计提供参考。