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大型反射面的充气展开动力学研究

发布时间:2021-12-16 17:11
  为了掌握大型反射面从收拢状态到完全展开状态的动力学特性,采用气囊模型和控制体积(CV)法对反射面的充气展开过程进行研究。建立了包含中心轮毂、肋板、支撑杆、薄膜圆环和张拉绳的反射面有限元模型,提出逆解法获得折叠收拢状态下反射面的节点坐标,给出了充气展开动力学分析流程,获得了恒定充气速率下展开过程中圆环充气体积、环内压力等参数与展开时间的变化规律。结果表明,采用充气技术可进行大型反射面有序可控展开,反射面的充气展开过程分初始收拢状态、解锁释放、肋板展开、保压稳定四个阶段,地面充气展开试验结果验证了仿真分析的准确性。 

【文章来源】:宇航学报. 2020,41(08)北大核心EICSCD

【文章页数】:7 页

【部分图文】:

大型反射面的充气展开动力学研究


充气反射面示意图

流程图,流程图,圆环,肋板


采用LS-DYNA显式动力学求解器,以及等压充气假设的控制体积算法对反射面进行充气展开动力学研究。图2为反射面的充气展开过程流程图,充气圆环采用薄膜单元,肋板采用壳单元。假定充气圆环折叠处无损伤,不计肋板折叠初始应力,充气圆环材料为各向同性的线弹性、无弯矩薄膜材料。3 有限元分析

仿真模型,肋板,圆环,中心轮


图3为充气展开天线反射面仿真模型,图3(a)为俯视图,图3(b)为侧视图。反射面口径为2 m,高度80 mm,充气圆环直径2200 mm,圆环横截面直径90 mm,肋板数目8片,中心轮毂采用刚性点代替,肋板以螺旋线形式缠绕在中心轮毂处,充气圆环采用Z型折叠方式与肋板末端相连,采用绳索连接充气圆环、支撑杆和肋板。4 结果及讨论

【参考文献】:
期刊论文
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[2]充气式再入减速器研究最新进展[J]. 卫剑征,谭惠丰,王伟志,赫晓东.  宇航学报. 2013(07)
[3]典型折叠充气管的建模修正与展开仿真[J]. 谭德伟,李斌,杨智春,党会学.  宇航学报. 2010(11)
[4]太阳帆充气支撑管展开动力学分析[J]. 崔乃刚,刘家夫,邓连印,荣思远.  宇航学报. 2010(06)
[5]充气膜结构展开过程仿真分析[J]. 韩克良,关富玲,曹莉,付安俊.  建筑结构学报. 2010(S1)
[6]空间卷曲折叠管充气控制展开动力学研究[J]. 卫剑征,毛丽娜,杜星文.  工程力学. 2009(01)
[7]充气太阳能帆板展开动力学数值模拟预报[J]. 卫剑征,苗常青,杜星文.  宇航学报. 2007(02)
[8]网状天线的反射面形状精度调整[J]. 刘明治,那柏.  宇航学报. 2001(06)

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



本文编号:3538509

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