星載展開(kāi)機(jī)構(gòu)展開(kāi)鎖定過(guò)程的動(dòng)力學(xué)建模與仿真.pdf

1、現(xiàn)代航天器大多帶有無(wú)源可展開(kāi)式附件如太陽(yáng)帆板、展開(kāi)天線等，其展開(kāi)過(guò)程將影響到航天器的姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。同時(shí)，在展開(kāi)附件展開(kāi)到位鎖定時(shí)，由于此時(shí)已有較大的展開(kāi)速度，儲(chǔ)存在展開(kāi)機(jī)構(gòu)上的勢(shì)能將釋放出來(lái)，必然會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊載荷作用在展開(kāi)機(jī)構(gòu)上，展開(kāi)附件整體會(huì)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，從而對(duì)航天器本體產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)擾動(dòng)。因此，必須對(duì)可展開(kāi)式機(jī)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。
　　本文以某型號(hào)衛(wèi)星為研究對(duì)象，對(duì)星載太陽(yáng)帆板、可展開(kāi)天線板的展開(kāi)

2、鎖定過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模與仿真，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。完成的研究?jī)?nèi)容有：
　　一、根據(jù)星載展開(kāi)機(jī)構(gòu)的剛?cè)狁詈咸匦?，從理論上闡述了星載展開(kāi)機(jī)構(gòu)的建模和仿真，研究了柔性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的計(jì)算方法，包括坐標(biāo)系的選取、質(zhì)點(diǎn)位置和速度、系統(tǒng)動(dòng)能和勢(shì)能的描述等，推導(dǎo)了柔性多體系統(tǒng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)微分方程，提出了一種適用于衛(wèi)星星載展開(kāi)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真分析流程。
　　二、研究了太陽(yáng)帆板、可展開(kāi)天線的結(jié)構(gòu)組成及展開(kāi)方式，建立了星載展開(kāi)機(jī)構(gòu)剛?cè)狁詈蟿?dòng)力

3、學(xué)建模的基本假設(shè)，綜合利用Pro/E、Nastran和ADAMS軟件創(chuàng)建了展開(kāi)機(jī)構(gòu)剛?cè)狁詈系膭?dòng)力學(xué)仿真模型。
　　三、對(duì)星載太陽(yáng)帆板、可展開(kāi)天線的展開(kāi)鎖定過(guò)程進(jìn)行了仿真，考察了太陽(yáng)帆板和天線展開(kāi)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)特性，驗(yàn)證了太陽(yáng)帆板、天線的展開(kāi)角度和展開(kāi)時(shí)間符合設(shè)計(jì)要求。利用ADAMS中的接觸-碰撞函數(shù)IMPACT，計(jì)算得到鎖定桿與鉸鏈的沖擊力、根部展開(kāi)機(jī)構(gòu)的沖擊力矩，在此基礎(chǔ)上，對(duì)太陽(yáng)陣根部鉸鏈和連接架，天線陣的展開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)進(jìn)行了強(qiáng)度