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航天器展开机构虚拟样机动力学仿真研究

马毅  
【摘要】:本论文首先综合评述了航天器展开机构发展现状与虚拟样机技术的应用和发展,阐述了课题背景。本论文以硬X射线调制望远镜(Hard X-rays ModulationTelescope,简称HXMT)天文卫星太阳帆板展开机构和双星伸杆机构为研究对象,建立了HXMT天文卫星帆板展开机构和双星伸杆机构的虚拟样机系统模型,对其展开过程进行了动力学仿真。主要完成工作内容如下: 分别对HXMT天文卫星太阳帆板展开机构和双星伸杆机构进行了三维建模与机构分析。采用三维建模软件UG对太阳帆板展开机构和双星伸杆机构进行各个零件的建模与装配。利用ADAMS软件与UG软件的接口,把装配好的三维模型导入到ADAMS当中,进行定义刚体,添加约束,施加力和力矩等工作,建立HXMT天文卫星太阳帆板展开机构和双星伸杆机构的虚拟样机机械系统模型。 运用ADAMS软件对HXMT天文卫星太阳帆板展开机构和双星伸杆机构展开过程进行了动力学仿真分析。 本论文在综合前人虚拟样机技术研究工作的基础上,主要创新点在于: 1.综合应用了CAD三维设计软件、有限元分析软件和多体动力学软件,联通了三大主流软件的接口。在航天器展开机构设计研制中,尝试实践了机构设计和结构设计统一协调进行的方法。 2.在航天器展开机构展开动力学仿真中,首次考虑了帆板的结构动力学特性。实现了含有柔性部件太阳帆板展开机构的展开过程动力学仿真。 3.在航天器展开机构展开仿真中,首次应用了接触力函数来模拟碰撞的过程。在展开中的碰撞过程仿真方面做了有意义的尝试和探索。


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