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空间站大型柔性伸展机构的动力学仿真 总被引:2,自引:0,他引:2
本文研究了考虑构件柔性效应对空间站大型伸展机构的动力学问题,在采用柔性多体系统单向递推组集建模方法的基础上建立了任意拓扑结构的柔性多体系统的动力学方程。本文头等讨论了切割铰约束方程的建立和直接违约校正方法。数值仿真结果表明了柔性效应对空间站展开机构动力学的影响。 相似文献
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用Kane方法建立的空间站大型伸展机构柔性多体动力学模型 总被引:2,自引:1,他引:2
本文采用Kane方法建立了空间站大型伸展机构柔性多体系统动力学模型。该模型考虑了系统的轨道运动、姿态运动、构件伸展运动和构件弹性运动,通过约束矩阵建立系统的约束关系,所得方程具有程式化特点,便于计算机编程。该模型还可适用于空间飞行器、地面车辆、复杂机械等多体系统。 相似文献
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柔性机构变形动态响应可靠性分析方法 总被引:1,自引:1,他引:1
柔性机构中柔性构什变形的动态响应为高度非线性。为了进行柔性机构的动态可靠性分析,提出了柔性机构变形动态响臆可靠性分析理论,按照多柔体系统动力学方法建立了柔性机构动态可靠性分析模型,提出了变形动态响应可靠度计算方法。利用蒙特卡罗随机模拟方法抽取少量随机变量样本数据,计算构件变形动态响应随机过程的时间截口分布特性,结合人工神经网络方法进行构件变形动态响应的随机过程分析,得到整个运动时域内变形的随机过程分布规律。通过柔件机构实例进行变形动态响应可靠度计算,结果表明该方法对柔性机构设计和分析具有理论方法指导意义。 相似文献
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空间站大型伸展机构的运动稳定性分析 总被引:4,自引:0,他引:4
从空间站大型伸展机构的运动特点和系统动力学方程出发,着重分析了该系统的稳定性判据。这一问题又可分为五个方面:姿态-伸展-振动耦合系统的分析方法,复杂大系统的分解集结方法,时滞系统和滞后系统的稳定性问题,Stick-Ship运动对系统对系统稳定性的影响,非线性非定常系数稳定性的一般解。其中还对接触、摩擦、碰撞问题,变拓扑系统,非光滑动力学系统等进行了专门的研究,分析了Lyapunov指数方法在这些特殊系统中的适应性。本文对空间站大型伸展机构的稳定性问题进行了较全面的分析,指出了目前在处理这类复杂大系统时存在的一些难点问题,为其设计和研制工作提出了理论基础。 相似文献
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卫星太阳能帆板的撞击问题 总被引:2,自引:0,他引:2
本文研究卫星帆板展开过程中的撞击问题,用子结构方法和单向递推组集方法行到经铰坐标和柔性体模态坐标为系统广义坐标的撞击阶段柔性多体系统的动力学方程,由与撞击有关约束方程的Lagrange乘子导出撞击力的计算公式,计算了卫星帆板在撞击过程中撞击力的最大值和卫星姿态角速度的变化规律。计算结果表明,对柔性体之间的碰撞,卫星姿态角速度在变化过程中呈现上下波动的趋势。 相似文献
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周边式对接机构对接捕获阶段的三体力元动力学模型 总被引:2,自引:0,他引:2
在空间交会对接过程中,从首次接触碰撞到完成捕获这一阶段称为对接捕获阶段,对对接捕获阶段动力学性态的研究是空间交会对接技术的关键,建立动力学模型进行仿真是研究的一个有效途径。以有内导向瓣异体同构周边式对接机构为研究对象,从机构的物理模型出发建立了对接捕获阶段的三体力元模型。该模型考虑了缓冲系统六个方向之间的耦合和缓冲系统中齿轮等转动部件惯量的影响。并在动力学仿真软件DADS的接口上开发相应的用户模块。在DADS平台上完成对接过程的动力学仿真。 相似文献
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利用Kane法多体动力学基本理论并考虑根铰间隙影响因素,建立适用于空间柔性太阳电池阵的多框架展开机构多体系统动力学模型,对框架展开机构的展开方式和展开过程进行仿真分析,获得了机构组成部件在展开过程中的几何位置、速度、加速度等动力学特性,分析了框架展开机构各个关节点运动特性、铰链间隙与外部驱动力的相互作用规律。结果表明:合理控制框架展开机构各运动部件的驱动力矩是保证框架按照确定规律展开的必要条件;根铰间隙对太阳电池阵框架展开机构角加速度影响较为明显,进而影响到展开框架展开过程的稳定性,对转角和角速度几乎没有影响;在进行空间太阳电池阵框架展开机构设计时应严格控制铰链轴间隙,并通过动力学仿真校核间隙对太阳电池阵展开过程的影响;研究结果为空间柔性太阳电池阵多模块框架展开机构设计提供指导。 相似文献
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为研究柔性和多级铰链间隙对帆板展开过程动力学特性的影响,以月球车两级往复可展太阳帆板为研究对象,采用修正Coulomb模型表述摩擦力,通过接触碰撞力描述间隙,运用有限元法进行帆板柔性化,进而建立多间隙-柔性耦合的动力学模型。采用变步长伦哥库塔法进行数值求解,模拟帆板展开过程,分析了多间隙和柔性对帆板质心加速度、铰链间隙碰撞力等参数的影响。结果表明,在保证展开机构刚度要求的前提下,帆板柔性可补偿因铰间隙引起的加速度波动,减弱间隙处碰撞的剧烈程度,减小碰撞力幅值,进而改善帆板展开机构的动态特性。研究结果可用于指导月球车两级往复可展太阳帆板等同类型的可展机构动态优化设计。 相似文献
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针对具有多轴天线驱动、机械臂运动、空间站舱段转位等多体运动特征的航天器,提出了一种基于浮动基座和树形拓扑结构的柔性多体动力学建模方法,用于计算机建模和与控制系统联合仿真。基于拉格朗日方程和有限元方法所建立的动力学方程考虑了大角度刚体相对转动、弹性部件振动、柔性关节变形特性。将此建模方法程序化并应用于工程实际,可解决此类航天器复杂的机构运动与弹性振动的耦合动力学建模问题,实现完全自主的动力学建模、模型代码输出和控制联合仿真功能,为此类航天器的动力学特性分析及其控制系统设计与系统级仿真验证服务。结合带多轴驱动天线和大型柔性天线的整星对象,采用该方法建模并就系统频率、频率响应、时间响应与商业柔性多体软件Adams进行对比,结果显示二者一致性良好,验证了该建模方法及其软件实现的正确性和通用性。 相似文献
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为了减小卫星发射和在轨阶段的振动对空间相机成像品质的影响,文章对空间相机隔振系统的建模和优化方法进行了研究。使用复刚度模型表示隔振器,用拉格朗日方法建立系统动力学方程。选用了系统质心位置的加速度和转角的均方根值作为目标函数,采用多目标优化算法NSGA-Ⅱ在随机振动条件下对隔振系统的进行优化。优化结果给出了隔振系统的刚度系数和耗散系数的最优解集。根据某空间遥感器的实例计算出一组最优隔振器参数,验证了这种优化方法的可行性。这个最优解的集合可以作为隔振系统结构选型和初始设计的输入条件,提高隔振器前期优化设计的效率和计算的准确性。 相似文献
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为实现空间柔性充气密封舱在轨对空间碎片的防护需求,设计了一种以玄武岩纤维布和Kevlar纤维布填充的多层柔性防护结构。应用Christiansen撞击极限方程对Nextel/Kevlar填充防护结构在不同结构参数下的撞击极限进行计算分析,得出了防护层总间距、Nextel纤维布层数和Kevlar纤维布层数对防护结构撞击极限的影响特性,为柔性防护结构强重比的优化设计提供了依据。利用二级轻气炮对玄武岩/Kevlar纤维布填充防护结构进行超高速撞击实验研究,获取了防护结构在低速区、高速区和超高速区的撞击数据,并以Nextel/Kevlar填充防护结构撞击极限计算曲线为参照对实验结果进行分析,验证了玄武岩/Kevlar纤维布填充防护结构可对空间柔性充气密封舱起到防护空间碎片撞击的效果。 相似文献