大型太陽(yáng)帆板展開(kāi)與對(duì)日定向過(guò)程碰撞動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、隨著航天事業(yè)的發(fā)展,衛(wèi)星的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),尤其是對(duì)壽命的要求越來(lái)越高,我國(guó)航天已將航天器壽命分析及預(yù)測(cè)提上了日程。做為航天器重要的能源型附件,太陽(yáng)帆板工作的可靠性、壽命直接關(guān)系到整個(gè)航天器的經(jīng)濟(jì)性。本文對(duì)太陽(yáng)帆板在展開(kāi)鎖定以及對(duì)日定向過(guò)程碰撞動(dòng)力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行研究,針對(duì)帆板中容易遭受破壞的連接鉸進(jìn)行載荷分析,為其壽命設(shè)計(jì)及預(yù)測(cè)提供必要的力學(xué)依據(jù)。
　　首先,介紹太陽(yáng)帆板主要展開(kāi)形式,對(duì)目前太陽(yáng)帆板出現(xiàn)的熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行分析總結(jié),概述太陽(yáng)帆板展

2、開(kāi)及對(duì)日定向過(guò)程動(dòng)力學(xué)的核心問(wèn)題,即接觸碰撞問(wèn)題的發(fā)展及主要方法現(xiàn)狀。從理論上總結(jié)、分析摩擦現(xiàn)象和摩擦力模型,針對(duì)課題采用的非線性彈簧阻尼模型,對(duì)模型中赫茲接觸力項(xiàng)與穿透深度進(jìn)行理論推導(dǎo),從數(shù)學(xué)角度分析影響太陽(yáng)帆板工作的主要因素。
　　其次,通過(guò)對(duì)帆板展開(kāi)進(jìn)行數(shù)學(xué)描述,采用非線性彈簧阻尼模型和修正庫(kù)倫摩擦模型,建立帆板展開(kāi)鎖定的力學(xué)模型?；谔摂M樣機(jī)技術(shù),得到太陽(yáng)帆板展開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)的仿真模型,從影響展開(kāi)鎖定沖擊力的主要因素——驅(qū)動(dòng)力

3、矩、動(dòng)態(tài)等效剛度方面進(jìn)行仿真,分析其對(duì)關(guān)鍵連部位鉸沖擊載荷的影響及規(guī)律。
　　進(jìn)一步,通過(guò)對(duì)空間圓柱鉸間隙的描述,得到旋轉(zhuǎn)鉸的力學(xué)模型,采用L-N碰撞模型,并依據(jù)空間鉸幾何關(guān)系建立碰撞狀態(tài)識(shí)別判據(jù),解決多狀態(tài)碰撞問(wèn)題,建立其動(dòng)力學(xué)模型。對(duì)含鉸間隙太陽(yáng)帆板對(duì)日定向機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī),重點(diǎn)從鉸間隙大小和定向速度兩方面對(duì)定向碰撞過(guò)程進(jìn)行仿真,分析其對(duì)關(guān)鍵鉸沖擊載荷的影響及規(guī)律。
　　最后,重點(diǎn)考慮太陽(yáng)基板的柔性,采用綜合模態(tài)法建立太陽(yáng)