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运动副间隙耦合作用下平面剪式线性阵列可展结构的动力学分析

发布时间:2018-09-03 14:59
【摘要】:为了研究剪式线性阵列可展结构在运动副间隙耦合作用下的动力学特性,通过含间隙转动副元素之间的运动规律建立了可展结构的运动学模型。基于Gonthier接触力模型以及Lu Gre摩擦模型分别计算了含间隙转动副元素之间的法向与切向接触力。进一步把该接触力转换到间隙运动副所连接杆件的质心处,并将其集成到剪式可展结构动力学模型的广义力中,从而将关节间隙效应引入到剪式机构中。仿真结果表明:考虑2个间隙铰链耦合时,加速度和碰撞力出现了高频振荡的特性;随着间隙尺寸的增加,加速度响应和约束反力的幅值增加,并且碰撞时间被延长;不同位置的铰链相对于间隙尺寸具有不同的敏感度,一个间隙铰链中的运动将影响其他间隙铰链中的运动,表明在可展结构中不同间隙铰链间会产生动力学相互耦合作用。为了更准确地描述可展结构的动力学行为,所有的铰链都应该被模拟为间隙铰链。
[Abstract]:In order to study the dynamic characteristics of shearing linear array deployable structures under the action of gap coupling, a kinematic model of deployable structures is established by means of the kinematic laws between elements of the pair with clearance. Based on Gonthier contact force model and Lu Gre friction model, the normal and tangential contact forces between elements with clearance are calculated respectively. The contact force is further converted to the center of mass of the member connected by the clearance motion pair, and integrated into the generalized force of the dynamic model of the shear-developable structure, thus the joint clearance effect is introduced into the shearing mechanism. The simulation results show that the acceleration and collision force have the characteristics of high frequency oscillation when considering the coupling of two clearance hinges, the amplitude of acceleration response and constrained reaction force increases with the increase of clearance size, and the collision time is prolonged. The different positions of hinges have different sensitivity to the clearance size. The motion in one gap hinge will affect the motion of other clearance hinges, which indicates that there is a dynamic interaction between the different clearance hinges in deployable structures. In order to describe the dynamic behavior of deployable structures more accurately, all hinges should be modeled as clearance hinges.
【作者单位】: 西北工业大学机电学院;
【基金】:国家自然科学基金(51175422)资助
【分类号】:TH113

【参考文献】

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【共引文献】

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2 李博;王三民;袁茹;智常建;;考虑运动副间隙的剪式线性阵列可展结构动力学分析[J];中国空间科学技术;2016年03期

【二级参考文献】

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本文编号:2220316

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