收藏本站
《哈尔滨工程大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

航天器空间对接中的结构动力可靠度分析

张超  
【摘要】:航天器空间对接过程中,两航天器相对速度和接触作用点存在着较为明显的不确定性。尤其在当目标航天器与追踪航天器之间存在较大的相对接触速度,且处于相对不利的接触位置时,对接机构产生的接触碰撞力有可能对结构性能影响较大,过大的碰撞接触力将造成结构强度的破坏。因此,在航天器空间对接过程中,开展结构的动力学分析和可靠性研究具有重要的意义。本文的内容主要包括以下几个方面,即 1)采用接触碰撞动力学有限元理论,模拟空间对接中两航天器对接机构的受力过程。将主动捕获环设为目标器,被动捕获环设为追踪器,给出两航天器接触碰撞时的结构动力方程。结合Newmark法,得到在每个时间点上导向瓣的位移响应和应力响应。同时,考虑到空间对接中接触碰撞作用点的随机性,采用两次网格划分的方式,给出导致对接结构破坏概率最大的接触作用点位置。 2)针对接触碰撞问题,开展对结构随机响应的理论分析。基于Newmark法,并结合Taylor展开随机有限元理论,对两航天器空间对接中随机结构响应的数理统计问题进行了理论推导,从而给出了在随机动载荷的作用下,随机结构响应的均值和方差。 3)将航天器空间对接机构中存在的物理参数与首次接触碰撞作用力同时作为随机变量,不仅考虑到导向瓣和捕获环结构存在着材料参数的不确定性(如弹性模量和密度等),而且考虑到空间对接中作用载荷的不确定性。结合基于Newmark法的Taylor展开随机有限元理论,给出航天器空间对接在首次接触碰撞中,随机导向瓣结构响应的均值和方差。采用首次超越理论,得到空间交会对接中随机导向瓣结构的动力可靠度。最后讨论了航天器空间对接中各随机变量对结构动力可靠度的贡献,以及不同变异系数对该随机结构动力可靠度的影响。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:V414

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王兴贵,陈永才,贾长治,赵建新;时变不确定约束的航天器对接动力学分析 第二部分 约束动力学[J];兵工学报;2000年S1期
2 黄奕勇;李强;陈小前;赵勇;;自主在轨服务航天器空间对接过程建模与仿真[J];计算机仿真;2011年10期
3 杨芳,曲广吉,杨雷;空间对接中差动式缓冲阻尼机构的建模研究[J];中国空间科学技术;1999年03期
4 赖一楠,张崇峻,张广玉;航天器对接试验台三轴姿态调整锁定机构研究[J];哈尔滨工业大学学报;2005年01期
5 于登云,曲广吉,曾辛,王宁;航天器对接接触过程撞击动力学分析[J];空间科学学报;1998年01期
6 曲广吉,于登云,曾辛,王宁;空间对接动力学仿真软件DODASS及其工程应用[J];中国空间科学技术;1995年06期
7 陈永才,王兴贵,赵建新,贾长治;时变不确定约束的航天器对接动力学分析 第一部分 运动学约束方程[J];兵工学报;2000年S1期
8 王兴贵,赵阳,曹喜滨,陈永才;周边式对接机构航天器的对接动力学仿真(第2部分)──约束动力学[J];系统仿真学报;2001年04期
9 关英姿,崔乃刚,刘育华;航天器对接中接近至首次接触阶段的数值仿真[J];上海航天;1999年01期
10 张崇峻,王武义,刘海春,张广玉;航天器对接试验台主动对接环失重模拟技术研究[J];宇航学报;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 延皓;叶正茂;丛大成;韩俊伟;李洪人;;空间对接半物理仿真原型实验系统研究[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
2 王兴贵;薛德庆;陈永才;穆峰;;航天器对接动力学分析[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1998年
3 李强;黄奕勇;陈小前;郭健;;基于ADAMS的在轨加注航天器对接锁紧装置的动力学建模与仿真[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4 孟光;骆健;;载人航天和空间对接若干动力学与控制问题[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
5 孟光;骆健;;载人航天和空间对接若干动力学与控制问题[A];第三届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2009年
6 刘庆会;王伟华;史弦;王震;赵融冰;郝万宏;叶楠;余赟;胡小工;平劲松;郑为民;王广利;黄勇;钱志瀚;张秀忠;洪晓瑜;;实现月球卫星数米量级定轨精度的多频点同波束VLBI技术[A];中国空间科学学会第七次学术年会会议手册及文集[C];2009年
7 赵慧;张尚盈;韩俊伟;阮祥伟;;液压驱动Stewart平台柔顺力控制器综合设计[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
8 孟庆杰;解海中;董绪荣;;GPS对动态载体速度测量的方法研究[A];全国飞机与船舶通信导航学术研讨会论文集(上)[C];2000年
9 赵慧;张尚盈;;基于Stewart平台的空间对接动力学模拟的稳定性研究[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
10 李强;黄奕勇;陈小前;赵勇;;面向在轨服务的卫星对接过程建模与仿真分析[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 张建松;“太空之吻”几多难?[N];新华每日电讯;2011年
2 本报记者 尹海涛张华君 王珂;对接郑州:许昌谋划“北上战略”[N];河南日报;2007年
3 任建党;全面加快对接重点培育优势产业[N];开封日报;2007年
4 本报记者 徐兢辉 许丽丹;无锡企业参与航天前景广阔[N];无锡日报;2008年
5 记者 刘宝芝;打造更加宽敞的城市发展空间[N];石家庄日报;2006年
6 黄全权郝亚琳;中国尚无载人登月计划和时间表[N];新华每日电讯;2007年
7 黄全权李雪 刘菊花;“中国航天与先进国家仍存在很大差距”[N];新华每日电讯;2007年
8 特约作者 郎郎;来自空间站的“深情一吻”[N];电脑报;2011年
9 记者 王胜昔 通讯员 孙自豪;郑州“金水”联姻开封“金明”[N];河南日报;2006年
10 田宜龙;黄河防总启动汛期调水调沙[N];河南日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 延皓;基于液压六自由度平台的空间对接半物理仿真系统研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 王峰;在轨服务航天器对目标逼近过程动力学与控制研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
3 钱山;在轨服务航天器相对测量及姿态控制研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 常同立;空间对接动力学半物理仿真系统设计及试验研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 张大伟;航天器自主交会对接制导与控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 陈小平;航天器自主交会对接导航与控制关键技术研究[D];电子科技大学;2012年
7 关燚炳;天基朗缪尔探针的设计与研制[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩伟;面向中小型航天器的锥—杆式对接机构柔性壁面设计研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 许军校;面向空间对接的电磁机构设计与实验研究[D];国防科学技术大学;2008年
3 张军彦;6-DOF并联机器人空间对接基础控制研究[D];南昌大学;2008年
4 方超;双目CCD成像目标器识别算法研究[D];南京理工大学;2007年
5 金福伟;对接机构综合试验台系统分析与实验研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 盛以龙;周边式对接机构对接动力学仿真[D];国防科学技术大学;2005年
7 张声浩;双目CCD光电成像测量系统研究[D];南京理工大学;2008年
8 王龙;空间电磁对接动力学和控制研究[D];国防科学技术大学;2008年
9 肖叶龙;模拟空间环境及结构变化对空间对接用摩擦副性能的影响[D];中南大学;2012年
10 邱月明;基于安全性的交会对接近程段运动控制策略研究[D];国防科学技术大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026