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星载可展开机构的动力学仿真分析

冯长凯  
【摘要】: 空间可展开机构在航天事业发展中得到了广泛的应用,其研究也成为一个热点问题。本文主要针对星载可展开机构进行了基于ADAMS的多体系统动力学仿真分析,为大型星载可展开机构的深入研究提供了有价值的参考。 文章首先对星载可展开结构进行了介绍,接着论述了ADAMS软件所涉及的多体系统动力学理论基础。利用ADAMS软件建立了3米环肋可展开天线的多刚体动力学模型,并进行了展开动力学仿真分析,结果表明天线能够顺利展开,但展开过程平稳性较差。为使模型更加准确,建立了考虑天线构件如支撑环、肋等的柔性对展开过程的影响的天线多柔体模型,并进行了仿真分析;最后对偏置情况下天线的展开过程进行了仿真分析。分析结果表明构件柔性和偏置情况对天线展开过程影响很大。之后对包括展开天线、伸展臂和太阳帆板在内的可展开机构缩比模型建模并仿真,主要对伸展臂的柔性和太阳帆板的柔性对系统展开过程的影响进行了仿真分析,其中伸展臂的柔性对天线的展开过程和太阳帆板的柔性对其展开过程都有较大影响。最后利用有限元分析软件ANSYS建立了3米环肋可展开天线收拢状态的模型,并对其结构特性进行了分析研究。 通过对星载可展开机构的展开动力学仿真分析,说明了该新型可展开结构展开过程的可行性和存在的一些问题,为大型星载可展开机构的设计研究工作提供了参考依据。


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