繩系太陽能發(fā)電衛(wèi)星子系統(tǒng)動力學(xué)分析.pdf

1、隨著能源危機(jī)的出現(xiàn)，以及溫室效應(yīng)、霧霾等環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，人們對于可再生清潔能源太陽能越來越青睞。空間太陽能發(fā)電對天氣晝夜等環(huán)境限制要求低，而且對太陽能量利用效率更高。作為其中一種空間發(fā)電構(gòu)想，地球同步軌道柔性子板繩系衛(wèi)星系統(tǒng)在太空發(fā)電領(lǐng)域和自身結(jié)構(gòu)上都具有良好的性能。但是由于系繩易發(fā)生彎曲和變形，柔性子板面積很大，整體結(jié)構(gòu)動力學(xué)行為較為復(fù)雜。因此對在軌狀態(tài)下繩系衛(wèi)星系統(tǒng)在各種外界擾動下進(jìn)行動力學(xué)分析是很有必要的。
　　本研究首

2、先分析了繩系衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的發(fā)展和研究近況。主要研究了對于整體結(jié)構(gòu)的各類簡化構(gòu)型以及相互間的優(yōu)缺點(diǎn)。接著，研究了柔性子板的特點(diǎn)，并確立柔性太陽能子板的有限元模型。對子板模型單元動力學(xué)進(jìn)行分析，并使用了龍格庫塔原理進(jìn)行計(jì)算。利用所編程序?qū)τ谒倪吅喼О迥Ｐ瓦M(jìn)行計(jì)算，對比計(jì)算結(jié)果與理論解。并結(jié)合系繩特點(diǎn)，對于系繩進(jìn)行有限元分析。計(jì)算在軌狀態(tài)時柔性系繩的內(nèi)力。然后，對整體系統(tǒng)進(jìn)行有限元分析，分析作用時間為0.1s，大小為15000N的力垂直于柔性子板

3、平面的沖擊作用。用相同載荷，分析兩個不同條件下的算例。并在軸套力系繩模型的基礎(chǔ)上，利用Vibration模塊對整體系統(tǒng)進(jìn)行振動分析，得到太陽能電池板的振動模態(tài)和頻響曲線。最后，對于繩系衛(wèi)星整體系統(tǒng)建立ANSYS仿真模型，其中，對于柔性子板蜂窩層進(jìn)行等效建模。合理設(shè)置柔性系繩和子板間的耦合約束。分析模型在微重力和太陽光壓作用下的響應(yīng)，得到整體結(jié)構(gòu)在z方向的位移云圖?？紤]太空環(huán)境的復(fù)雜外界擾動，對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行時變沖擊分析，并分析各主要參數(shù)對