空间伸展臂作为最基本的空间可展结构,是一类可折叠和展开的机构,折叠后,其结构紧凑、节省空间,便于储存和运输;展开时,可以得到工作时所需要的大尺度的空间形状。由于空间伸展臂的展开状态为工作状态,并要求其具有一定的保形和承载能力,故而许多空间伸展臂都由桁架结构形式来构建。所以本文就是以八面体单元桁架结构形式为基础去研究构建空间伸展臂的方法。首先对可展桁架伸展臂单元进行结构设计,从八面体桁架单元入手,初步设计一种桁架单元,通过“张”、“拉”的思想降低单元的质量,并利用力密度法对所选桁架单元结构的稳定性进行分析和评价,为总体伸展臂的设计打下基础。其次对可展桁架伸展臂进行结构机构化设计,通过对拼接的八面体桁架伸展臂的可展机理进行分析,了解各个杆件间的相对运动及节点的变化情况,以确定结构中的运动副,将结构机构化,进而求得机构的自由度。利用ADAMS动力学分析软件对含有两个八面体桁架伸展臂进行建模及对去索后的八面体桁架可展机构进行运动过程仿真。接着对八面体桁架伸展臂机构进行拓扑分析,利用拓扑原理,以拓扑不变量为拓扑基础,拓扑出新的机构,把新的机构与拓扑前的机构进行对比分析,得到最优的八面体桁架机构。进而确定桁架伸展臂中索的布置,以索为研究对象,通过索两端点坐标在不同展开阶段的变化,来研究其长度变化规律、分析其类型,使各个相互独立的索段建立联系。利用长度的变化规律,连接相同类型和不同类型的索段,使伸展臂中多个无关的索段用尽量少的索替代,从而降低索在伸展臂的变化过程中控制的复杂性。最后利用有限元分析法,对八面体桁架伸展臂进行分析,即包括分析参数的设定,建模分析,静力加载分析及计算结果分析,并利用悬臂梁理论对处于工作作态的等截面桁架伸展臂与不等截面桁架伸展臂的刚度和强度进行对比分析,从而得到性能更优的伸展臂。