变拓扑空间可展桁架多体系统动力学建模与分析
2021-07-22黄泽兵刘锦阳袁婷婷
振动与冲击 2021年14期
黄泽兵, 刘锦阳, 袁婷婷, 侯 鹏
(1.上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海 200240;2.上海卫星装备研究所,上海 200240)
高分辨遥感观测在气候监测、地形测绘、陆地资源研究、环境与灾害监测以及军事侦查等诸多领域都起着非常重要的作用[1],太空望远镜是实现实时高分辨率遥感观测的重要途径,由于受到航天运载工具空间和载重的限制,太空望远镜在发射前处于折叠状态,当发射到太空在特定轨道位置释放,随后在自身动力源的驱动作用下完全展开至伞形。其展开的关键一步是三根桁架并行展开把主镜推送至特定位置,然而,由于桁架构件繁多,展开长度达数十米,该展开过程呈现出复杂的动力学特性,尤其是在桁架单元展开锁定的瞬间对星体与主镜产生巨大冲击,甚至使系统结构造成破坏,因此有必要开展太空望远镜桁架展开动力学的研究。
截至目前,已有不少学者对空间可展机构进行了展开动力学相关的研究。例如:Guo等[2]采用Jourdain速度变化原理建立了地面太阳能帆板系统的动力学方程,研究了大型柔性太阳能帆板系统的地面展开动力学特性,通过与ADAMS仿真结果对比验证了动态模型的有效性;Chunmei等[3]建立了含间隙柔性四连杆机构的动力学模型,研究了关节处间隙与摩擦对机构展开动力学的影响;Wallrapp等[4]建立了可展太阳帆板的柔性多体动力学模型,通过采用SIMPACK程序对柔性太阳帆板展开动力学特性进行了分析,研究了太阳帆板的柔性效应地驱动机构的影响;……
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