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《哈尔滨工程大学》 2012年
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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

【参考文献】
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1 李桂青,曹宏;动力可靠性述评[J];地震工程与工程振动;1983年03期
2 欧进萍,王光远;基于模糊破坏准则的抗震结构动力可靠性分析[J];地震工程与工程振动;1986年01期
3 于伟,杨雷,曲广吉;空间对接机构动力学仿真分析[J];动力学与控制学报;2004年02期
4 莫文辉;;机械振动的随机有限元方法[J];固体力学学报;2009年03期
5 安伟光,朱卫兵,严心池;随机有限元法在不确定性分析中的应用[J];哈尔滨工程大学学报;2002年01期
6 安伟光,梁波;基于随机有限元的结构系统的可靠性分析[J];哈尔滨工程大学学报;1999年02期
7 李宏新,张连祥,王延荣,孔瑞莲;风扇工作叶片振动可靠性评估[J];航空发动机;2003年01期
8 王翔;洪迪峰;虞磊;任革学;;对接过程中捕获锁质量和锁合面间隙影响分析[J];航天器工程;2010年03期
9 曹喜滨,赵阳,赵会光;空间对接机构差动式缓冲阻尼系统运动学仿真[J];航天控制;1998年04期
10 张崇峰,肖余之,康友树;空间对接过程的仿真研究[J];航天控制;1998年03期
【共引文献】
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1 李志华,张光海,康海贵;基于Matlab优化工具箱的工程结构可靠度计算[J];四川建筑科学研究;2005年03期
2 李志华;张光海;康海贵;;地震作用下隧道结构内力的统计分析[J];四川建筑科学研究;2008年06期
3 王平;刘东燕;黄海斌;雷用;;挡土墙安全系数的抗震可靠性分析[J];四川建筑科学研究;2010年02期
4 李彬彬;王社良;苏三庆;;多种因素耦合作用下的大体积混凝土温度应力仿真分析[J];安徽建筑;2009年04期
5 刘东升;张浪;刘山文;杨凯;;Mohr-Coulomb准则屈服概率解析[J];地下空间与工程学报;2008年02期
6 蒋鑫;邱延峻;凌建明;;强度折减法软件在评价边坡稳定性上之比较[J];地下空间与工程学报;2008年02期
7 侯公羽;郑勇;;基于RBF-RS法的深基坑支护刚度可靠度研究[J];地下空间与工程学报;2009年03期
8 侯公羽;韩茹;黄祥忠;;基于响应面法的隧道可靠度分析及其指标确定[J];地下空间与工程学报;2009年05期
9 张睿,张锡恩,谢建华;碰撞检测在操作训练仿真系统中的应用[J];兵工自动化;2005年01期
10 汤亚锋;杨庆;;微小型履带式移动机器人与地面交互特性分析[J];兵工自动化;2010年02期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈塑寰,韩万芝,王家林;随机参数结构的响应分析[J];兵工学报;1994年01期
2 邱志平,顾元宪;有界不确定参数结构静力位移范围的区间参数摄动法[J];兵工学报;1998年03期
3 邱志平,王晓军,马一;结构复固有频率区域的区间摄动法[J];北京航空航天大学学报;2003年05期
4 刘山洪,魏建东,杨永贤;用区间有限元计算桥梁结构荷载组合效应[J];重庆交通学院学报;2001年02期
5 孙爱荣;核电厂结构系统参数不确定性分析[J];东北林业大学学报;1995年01期
6 刘锡荟;现行规范抗震设计方法安全度的评价及工程参数的确定[J];地震工程与工程振动;1982年01期
7 尹之潜,李树桢,孙萍舜,李福成,李玉宝;结构抗震的可靠度与位移控制设计[J];地震工程与工程振动;1982年02期
8 王光远;地震烈度的模糊综合评定及其在抗震结构设计中的应用[J];地震工程与工程振动;1982年04期
9 李桂青,曹宏;动力可靠性述评[J];地震工程与工程振动;1983年03期
10 王光远;地震烈度的二级模糊综合评定[J];地震工程与工程振动;1984年01期
【相似文献】
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1 赵慧;张尚盈;;空间对接中的Stewart平台柔顺力控制分析[J];现代制造工程;2007年09期
2 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
3 赵慧;张尚盈;韩俊伟;;空间对接中柔顺力控制器综合设计[J];液压气动与密封;2008年04期
4 王强;伍世代;徐玲琳;;“大三通”背景下闽台港口体系结构演变及其空间对接研究[J];地理科学;2011年05期
5 常同立;丛大成;叶正茂;韩俊伟;;空间对接动力学半物理仿真基本问题及解决方案研究[J];宇航学报;2008年01期
6 常同立;;空间对接动力学半物理仿真系统电液伺服作动器设计与研究[J];机床与液压;2008年11期
7 徐志刚;辛立明;;空间对接缓冲试验台助推装置研究[J];上海航天;2009年02期
8 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
9 张力平;张政;曹秉刚;马书根;李斌;;基于二维位置敏感探测器的空间对接过程研究[J];西安交通大学学报;2007年09期
10 常同立;丛大成;叶正茂;韩俊伟;;空间对接半物理仿真系统虚拟样机及仿真研究[J];机床与液压;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 赵慧;张尚盈;;液压驱动Stewart平台轨迹规划[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
10 陈雷;隋传宇;陈虹;邵东华;杨健美;苑纯秀;冯新港;林矫矫;;日本血吸虫分泌型和跨膜蛋白分子T辅助细胞表位的预测与鉴定[A];中国畜牧兽医学会家畜寄生虫学分会第六次代表大会暨第十次学术研讨会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 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
2 任建党;全面加快对接重点培育优势产业[N];开封日报;2007年
3 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
4 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
5 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
6 本报记者 吕树建;推进郑汴一体化发展[N];开封日报;2006年
7 桑燕实习生 陈晓伟;节点城市:河南5城“升格”[N];经济视点报;2007年
8 田宜龙;黄河防总启动汛期调水调沙[N];河南日报;2007年
9 郑信 毛学农;实现合巢经济一体化[N];江淮时报;2006年
10 姜华山;南北对接 郑许产业带呼之欲出[N];经济视点报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前2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 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 宋道喆;变约束对接动力学建模与仿真技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 时军委;运动模拟器性能与综合试验台再现精度研究[D];上海交通大学;2012年
10 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
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