考虑桁架柔性的可展开天线动力学分析

发布时间：2024-06-08 02:02

　　周边桁架式可展开天线的展开过程涉及复杂的动力学问题,对天线展开过程的研究有助于展开天线的设计、研制和优化。综合考虑天线展开过程中桁架结构的柔性变形和索网结构的变拓扑特征,建立了周边桁架式可展开天线展开过程的动力学模型。首先采用绝对节点坐标法的梁单元对外桁架结构建模,然后引入过渡函数来描述索段由松弛到张紧状态的转变,最后建立了周边桁架可展开天线的系统动力学方程。对天线进行动力学仿真分析,结果表明该方法能有效地分析天线的展开过程,桁架结构在内部索网张力的作用下会产生柔性变形,对驱动力和展开速度产生显著的影响。

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【部分图文】：

图14节点A6的速度

图13节点A6的位移图14节点A6的速度

图1周边桁架式可展开天线

星载可展开天线要比卫星本体大很多，为了能借助运载火箭将天线发射到指定的轨道，天线需要先收拢到一个较小的体积，待到达指定位置后再展开至工作态。周边桁架天线的展开过程涉及复杂的多柔体动力学问题，包括柔性桁架的变形，非线性的索网张力和变拓扑的索网结构等。此外，驱动绳索与滑轮间存在的摩擦....

图2平行四边形单元

桁架结构由一系列相同的平行四边形单元组成，每个平行四边形单元由两根横杆，两根竖杆，内含驱动绳索的套筒，两个五向铰接关节和两个三向铰接关节组成，如图2所示。通过驱动绳索来改变单元对角线的长度，从而实现周边桁架的展开。将周边桁架单元运动规划转化为驱动绳索的运动控制，通过控制平行四边形....

图3空间梁单元模型

式中，Pi和Pk分别为节点i和k的全局坐标矢量，Pi,x=?Pi/?x和Pk,x=?Pk/?x分别为节点i和k的位置矢量梯度。梁单元的形函数可写为

本文编号：3991286