一维刚柔耦合结构的非线性动力学

发布时间：2024-05-09 23:21

　　大型空间天线结构日趋轻柔,在轨展开锁定后具有阻尼小、模态密集等动力学特征,弹性变形与星体运动之间存在刚-柔耦合作用。空间结构系统一旦受到扰动,可以引发复杂的非线性振动。本文基于非线性动力学方法及实验研究相结合,对大型空间天线结构展开锁定后的刚柔耦合系统进行动力学建模和分析研究。论文主要工作和内容如下:(1)建立了两种空间天线结构振动分析的非线性动力学方程。一种是基于浮动坐标和假设模态法建立的离散动力学模型,一种是基于浮动坐标法建立的偏微分方程。两种模型数值仿真对比分析表明,在天线结构低转速和小变形时,基于浮动坐标及一阶模态截断的模型能够较准确地描述天线结构的主要动力学特征。(2)针对单级和二级展开臂的空间天线结构,分别建立了一维连续体L型与四自由度T型结构的刚-柔耦合模型。依据矩阵形式的多尺度方法,分析了一阶主共振非线性振动响应。首先基于假设模态法得到系统的常微分方程,然后采用多尺度法获得系统一阶主共振解析解和幅频方程,考察了激励参数等对主共振幅频响应的影响。(3)分析了空间天线结构的非线性内共振现象。首先分析系统的结构参数,得到了结构发生内共振的条件,为实际工程中结构的前期设计提供参...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1JERS-1卫星平板阵列结构

种：一是基于扭簧伸展的平板阵列结构；二是基于伸展机构驱动形成的桁架、索过充气硬化或自旋离心力展开来保持构型的薄膜结构[6]。于扭簧伸展的平板阵列结构，常常被用于太阳能电池阵列和星载天线。这类结构小，属于中小型结构[6]。例如，1992年日本发射的JERS-1卫星，所采用的太....

图1.2四棱柱空间伸展臂

图1.2四棱柱空间伸展臂图1.3日本ETS-VIII卫星天线天线是目前大型可展开天线领域受广泛关注的一种天线形ace公司研制了名为Astromesh的空间可展天线结构[7]，该天得到应用，天线口径达12.25m，质量只有55kg，如图1.4性展开臂、可展开....

图1.3日本ETS-VIII卫星天线

图1.2四棱柱空间伸展臂

图1.4环形桁架可展天线结构

桁架可展天线是目前大型可展开天线领域受广泛关注的一种天线形式。1990troAerospace公司研制了名为Astromesh的空间可展天线结构[7]，该天线于20huraya上得到应用，天线口径达12.25m，质量只有55kg，如图1.4所示。该由两级柔性展....

本文编号：3968575