星載展開機構(gòu)展開鎖定過程的動力學(xué)建模與仿真.pdf

1、現(xiàn)代航天器大多帶有無源可展開式附件如太陽帆板、展開天線等，其展開過程將影響到航天器的姿態(tài)和運動狀態(tài)。同時，在展開附件展開到位鎖定時，由于此時已有較大的展開速度，儲存在展開機構(gòu)上的勢能將釋放出來，必然會產(chǎn)生較大的沖擊載荷作用在展開機構(gòu)上，展開附件整體會產(chǎn)生劇烈振動，從而對航天器本體產(chǎn)生沖擊和振動擾動。因此，必須對可展開式機構(gòu)的展開及鎖定過程進行全面的動力學(xué)仿真分析。
　　本文以某型號衛(wèi)星為研究對象，對星載太陽帆板、可展開天線板的展開

2、鎖定過程進行了動力學(xué)建模與仿真，并對仿真結(jié)果進行了分析。完成的研究內(nèi)容有：
　　一、根據(jù)星載展開機構(gòu)的剛?cè)狁詈咸匦?，從理論上闡述了星載展開機構(gòu)的建模和仿真，研究了柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)的計算方法，包括坐標(biāo)系的選取、質(zhì)點位置和速度、系統(tǒng)動能和勢能的描述等，推導(dǎo)了柔性多體系統(tǒng)系統(tǒng)動力學(xué)微分方程，提出了一種適用于衛(wèi)星星載展開機構(gòu)動力學(xué)仿真分析流程。
　　二、研究了太陽帆板、可展開天線的結(jié)構(gòu)組成及展開方式，建立了星載展開機構(gòu)剛?cè)狁詈蟿恿?/p>

3、學(xué)建模的基本假設(shè)，綜合利用Pro/E、Nastran和ADAMS軟件創(chuàng)建了展開機構(gòu)剛?cè)狁詈系膭恿W(xué)仿真模型。
　　三、對星載太陽帆板、可展開天線的展開鎖定過程進行了仿真，考察了太陽帆板和天線展開過程的動力學(xué)特性，驗證了太陽帆板、天線的展開角度和展開時間符合設(shè)計要求。利用ADAMS中的接觸-碰撞函數(shù)IMPACT，計算得到鎖定桿與鉸鏈的沖擊力、根部展開機構(gòu)的沖擊力矩，在此基礎(chǔ)上，對太陽陣根部鉸鏈和連接架，天線陣的展開鎖定機構(gòu)進行了強度