空间折叠充气管展开过程数值仿真研究

发布时间：2017-11-10 23:11

  本文关键词：空间折叠充气管展开过程数值仿真研究

  更多相关文章： 充气管 折叠建模 初始矩阵修正 阻尼控制 约束失效 太阳能阵列 数值仿真

【摘要】：空间充气展开结构凭借其折叠后体积小、重量轻、工作效率高的特点在空间任务中得到了广泛的应用,充气管是空间充气展开结构的基本构件及有效简化模型,掌握其充气展开动力学特性是空间充气展开结构的一项关键技术问题。针对空间充气展开结构折叠建模时会不可避免地产生初始误差和网格畸变这一关键技术难题,本文比较了传统修正方法与初始矩阵修正法的修正特性,建立了充气管的Z型和卷绕折叠结构的初始矩阵修正模型,进行充气展开数值计算与其动力学规律的分析研究,证明了初始矩阵修正法可以保证结构数值模型良好的网格质量,提高数值计算的准确性,发现Z型折叠管的折叠“阻滞”作用较卷绕折叠管明显,重力环境会增加充气展开过程的不稳定性,充气速率先大后小可以获得较好的充气展开效果。大长径比Z型折叠管在充气展开过程中会出现互相挤压、纠结缠绕等无序充气的问题,为控制充气管展开过程的有序性和稳定性,提出了采用节点对的约束失效模拟其阻尼控制展开过程的方法,建立数值计算模型并进行充气展开数值计算,发现阻尼控制可以有效解决细长Z型折叠管的无序充气问题,充气速率越大,层间约束完全失效时间越短,合适的约束力能够保证阻尼控制充气展开过程的有序性和稳定性。充气式太阳能阵列系统由于结构复杂,本文对其进行结构简化建模并开展充气展开过程数值计算,证明了阻尼控制展开方法模拟复杂柔性组合结构的可行性,数值结果可为充气式太阳能阵列系统空间试验提供参考。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V423

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 卫剑征;谭惠丰;苗常青;赫晓东;;空间折叠薄膜管的充气展开动力学实验研究[J];力学学报;2011年01期

2 刘晓峰;杜星文;谭惠丰;;薄膜充气管充气展开特性试验[J];上海航天;2007年06期

3 张金换,马春生,白远利,黄世霖;Airbag Mapped Mesh Auto-Flattening Method[J];Tsinghua Science and Technology;2005年03期

4 马春生,黄世霖,张金换;气袋折叠建模中的几何误差分析与修正[J];清华大学学报(自然科学版);2004年11期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 程涵;柔性织物折叠建模技术及展开过程数值仿真研究[D];南京航空航天大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 毕朕;空间充气管展开过程仿真及模态分析[D];哈尔滨工业大学;2006年

，

本文编号：1168751