大型航天器可展開(kāi)式結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析及阻尼參數(shù)的確定.pdf

1、現(xiàn)代航天器都帶有可展開(kāi)式結(jié)構(gòu)如太陽(yáng)帆板、天線等，其展開(kāi)過(guò)程將影響到航天器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。特別是展開(kāi)到位時(shí)，由于此時(shí)已有較大的展開(kāi)速度，必然會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊載荷作用在鉸鏈上，儲(chǔ)存在鉸鏈上的全部能量將全部釋放出來(lái)，展開(kāi)結(jié)構(gòu)整體會(huì)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。雖然在內(nèi)阻尼的情況下，振動(dòng)最終會(huì)衰減，但衰減過(guò)程中必然會(huì)對(duì)航天器產(chǎn)生沖擊，因此，必須對(duì)可展開(kāi)式結(jié)構(gòu)的展開(kāi)及鎖定過(guò)程進(jìn)行全面的動(dòng)力學(xué)仿真分析，在此基礎(chǔ)上，提出是否需要安裝阻尼器的評(píng)判準(zhǔn)則及阻尼器參數(shù)的選擇原則

2、，為大型可展開(kāi)式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。在總結(jié)這一領(lǐng)域現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，本文以某大型衛(wèi)星為研究對(duì)象，利用多柔性體動(dòng)力學(xué)方法對(duì)某大型衛(wèi)星太陽(yáng)帆板的展開(kāi)過(guò)程進(jìn)行了以下研究。
　　利用經(jīng)典力學(xué)中的牛頓定律、角動(dòng)量定律和變分原理來(lái)建立帶撓性帆板衛(wèi)星的動(dòng)力學(xué)方程，方程最終表現(xiàn)形式為微分/代數(shù)混合方程組；基于歐拉運(yùn)動(dòng)學(xué)方程建立了衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。并利用MATLAB編程工具對(duì)所建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值分析。
　　基于多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS詳

3、細(xì)的建立包含同步展開(kāi)機(jī)構(gòu)、展開(kāi)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和鎖定機(jī)構(gòu)的衛(wèi)星系統(tǒng)模型，并將其與數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析對(duì)比，驗(yàn)證其合理性。對(duì)衛(wèi)星太陽(yáng)帆板展開(kāi)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的動(dòng)力學(xué)仿真研究，重點(diǎn)考察太陽(yáng)帆板展開(kāi)過(guò)程中鉸鏈間的鎖定沖擊載荷以及衛(wèi)星姿態(tài)角的變化情況，并對(duì)其進(jìn)行分析與總結(jié)。
　　針對(duì)采用阻尼器來(lái)改善太陽(yáng)帆板展開(kāi)過(guò)程中對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)角變化及展開(kāi)末了時(shí)鎖定沖擊力矩的影響，重點(diǎn)分析不同阻尼器參數(shù)（位置、數(shù)量、阻尼大?。┑挠绊?，通過(guò)多種工況的仿真、分析、對(duì)比，評(píng)估阻