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摘要
空间薄膜结构经历大范围刚体运动时,刚柔高度耦合的非线性动态响应极易发生,这将会降低结构几何精度,甚至影响设备正常工作。针对平面张拉式空间薄膜天线,建立了大范围运动的空间薄膜天线刚柔耦合非线性动力学有限元模型,描述了二阶效应与刚柔耦合效应对结构刚度特性、阻尼特性以及载荷的作用。通过对模型的数值解算,讨论了刚体运动规律(初始速度、运动加速度)以及结构模态频率和阻尼对刚柔耦合响应的影响。结果表明,动态响应的频率和变形峰值均与刚体运动加速度和初速度正相关,而与阻尼负相关;随着结构基频的增加,动态响应频率提高,但最大变形减小。刚柔耦合非线性动力学建模方法及模型,将为柔性结构动力学分析及面型控制提供理论基础;刚柔耦合响应特性分析对机动运动规划设计与空间薄膜结构扰动规避具有重要参考价值。
- 出版日期2022
- 单位机器人技术与系统国家重点实验室; 哈尔滨工业大学
