基于虚拟样机技术的空间精密展开机构动力学分析

发布时间：2020-06-10 11:21

【摘要】： 空间展开机构在航天事业发展中得到了广泛的应用,其研究也成为一个热点问题。本文主要针对空间精密展开机构进行了基于虚拟样机技术的动力学分析,为空间展开机构的深入研究提供了有价值的参考。 讨论了空间展开机构数值仿真的重要性,介绍了国内外的仿真研究现状和进展以及虚拟样机技术的发展概况。对于空间精密展开机构这种多体系统研究了相关的多体动力学建模理论及求解方法。接着着重论述了ADAMS软件所涉及的多体动力学理论,其中包括坐标系的定义、非线性动力学方程组的建立及该方程组的求解算法。 利用ADAMS软件建立了空间精密展开机构的多刚体动力学模型,并对刚体模型进行了运动学和动力学分析,通过给出不同的驱动力矩得到分瓣子镜展开过程中子镜的运动轨迹以及铰接处的冲击等,分析了不同的驱动力矩对空间精密展开机构的影响。 基于虚拟样机技术,利用模态综合法建立了空间精密展开机构的多柔体动力学模型,并讨论了部件模态集的选取及正交化原则,给出了Craig-Bampton固定界面子结构模态集的生成方法。最后对两种不同的柔体模型进行分析比较,对于采用轻质大尺寸构件,且机构精度要求高,易失效的分瓣子镜,构件的柔性效应对可展开主镜系统动力学行为的影响是必须要考虑的,但是在将分瓣子镜加上背架结构后,可以看出分瓣子镜在展开过程中,变形相对很小,子镜柔性对系统影响较小,故此带背架结构的分瓣子镜的柔性效应对系统的影响可以忽略不计。
【图文】：

第三章 空间精密展开机构的多刚体动力学分析§3.1 引言空间精密展开机构是空间可展开光学系统的重要组成部分。空间可展开光学系统是指在发射时折叠为一个可以接受尺寸的光学系统（呈收拢状态），而在达到预定轨道后通过展开机构展开其主镜的光学系统。空间可展开光学系统的主镜由一些较小尺寸的子镜片组成，入轨后按设计的排列方式通过解锁、展开、锁定的过程展开“拼接”成一个主镜[27]。要保证空间精密展开机构平稳、顺利地展开，须深入研究其在太空环境下，整个展开过程的动力学特性，包括速度、加速度、振动、冲击等特性。本文针对空间精密展开机构的设计方案[28]，如图 3.1，3.2 所示，分析其展开机构的运动和动力学理论和建模方法，提出系统解决其运动和动力学问题的策略与方法，确定展开机构展开的运动和动力学特性，建立展开机构的计算机仿真模型。

第三章 空间精密展开机构的多刚体动力学分析§3.1 引言空间精密展开机构是空间可展开光学系统的重要组成部分。空间可展开光学系统是指在发射时折叠为一个可以接受尺寸的光学系统（呈收拢状态），而在达到预定轨道后通过展开机构展开其主镜的光学系统。空间可展开光学系统的主镜由一些较小尺寸的子镜片组成，入轨后按设计的排列方式通过解锁、展开、锁定的过程展开“拼接”成一个主镜[27]。要保证空间精密展开机构平稳、顺利地展开，须深入研究其在太空环境下，整个展开过程的动力学特性，包括速度、加速度、振动、冲击等特性。本文针对空间精密展开机构的设计方案[28]，如图 3.1，3.2 所示，分析其展开机构的运动和动力学理论和建模方法，提出系统解决其运动和动力学问题的策略与方法，确定展开机构展开的运动和动力学特性，建立展开机构的计算机仿真模型。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH112

【引证文献】

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8 伦智达;考虑间隙高压开关操动机构的动力学仿真与分析[D];华北电力大学;2013年

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本文编号：2706221