基于常应变单元的空间薄膜结构动力学建模与分析 |
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引用本文: | 杜雪林,张康,张瑞翔,叶拓,易文慧,蒋嘉斌.基于常应变单元的空间薄膜结构动力学建模与分析[J].中国空间科学技术,2023(4):73-84. |
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作者姓名: | 杜雪林 张康 张瑞翔 叶拓 易文慧 蒋嘉斌 |
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作者单位: | 1. 湖南工学院智能制造与机械工程学院;2. 西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室 |
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基金项目: | 湖南省自然科学基金(2019JJ50110); |
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摘 要: | 为了保证薄膜结构构成的充气式可展开天线、网状可展开天线和太阳帆等航天器的表面精度、信号增益等工作性能,需要对空间薄膜结构的动力学展开性能进行分析。由有限元离散方法将整个薄膜反射面离散为众多常应变三角形单元,这些单元的节点可视作质点;考虑这些三角形单元的弹性势能,由最小势能原理得到三角形单元的平衡方程,从而实现单元上点的应变和单元三条斜边线应变之间的转换;最后,为了防止展开过程中单元间接触,建立接触模型,由薄膜反射面的离散拓扑组集结构的质量矩阵和刚度矩阵,并建立动力学方程。基于文中方法对具体算例进行计算和分析,结果表明,动力学模型能够很好的模拟薄膜的展开过程,可应用于薄膜结构的展开性能分析中。
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关 键 词: | 间薄膜结构 最小势能原理 动力学方程 展开过程 三角形单元 |
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