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衛(wèi)星太陽能帆板的有限元分析

來源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-19 00:30:32
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衛(wèi)星太陽能帆板的有限元分析【摘要】:衛(wèi)星太陽能帆板是空間輕薄結(jié)構(gòu),其動(dòng)力學(xué)行為較為復(fù)雜,直接影響到衛(wèi)星的姿態(tài)穩(wěn)定性,是衛(wèi)星控制工作中必須考慮的重要因素。本文的主要工作有以下幾個(gè)方面

【摘要】:衛(wèi)星太陽能帆板是空間輕薄結(jié)構(gòu),其動(dòng)力學(xué)行為較為復(fù)雜,直接影響到衛(wèi)星的姿態(tài)穩(wěn)定性,是衛(wèi)星控制工作中必須考慮的重要因素。 本文的主要工作有以下幾個(gè)方面:引入接縫單元的概念,建立了組合帆板的有限元?jiǎng)恿W(xué)模型,分析了組合帆板的線性模態(tài),為帆板的振動(dòng)控制提供了動(dòng)力學(xué)參數(shù);建立了衛(wèi)星—組合帆板剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型,并在此基礎(chǔ)上計(jì)算了組合帆板在沖擊載荷下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng);基于大變形應(yīng)變—位移關(guān)系推導(dǎo)了帆板的非線性有限元?jiǎng)恿W(xué)方程,分析了帆板非線性振動(dòng)的幅頻特性,并用分段求解法和最小二乘—最優(yōu)化法分別計(jì)算了帆板自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)的時(shí)域響應(yīng);編制了求解大型剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)方程的計(jì)算程序,該程序可以對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行可視化處理。 【關(guān)鍵詞】:太陽能帆板 有限元方法 剛?cè)狁詈?/strong> 動(dòng)力學(xué)分析 數(shù)值仿真
【學(xué)位授予單位】:國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2004
【分類號(hào)】:V414
【目錄】:
  • 摘要9-10
  • ABSTRACT10-11
  • 第一章 緒論11-19
  • 1.1 研究的背景和意義11-12
  • 1.2 研究現(xiàn)狀及有待解決的問題12-17
  • 1.2.1 有限元方法發(fā)展簡介12-14
  • 1.2.2 非線性振動(dòng)理論的發(fā)展14-15
  • 1.2.3 最優(yōu)化方法的歷史及其在振動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用15-16
  • 1.2.4 組合帆板的建模問題16
  • 1.2.5 衛(wèi)星-帆板系統(tǒng)剛體運(yùn)動(dòng)的廣義坐標(biāo)問題16-17
  • 1.3 主要工作17-19
  • 第二章 帆板的線性模態(tài)19-41
  • 2.1 單塊帆板19-30
  • 2.1.1 薄板單元19-27
  • 2.1.2 單塊帆板線性模態(tài)27-30
  • 2.2 組合帆板30-40
  • 2.2.1 接縫單元模型30-35
  • 2.2.2 組合帆板單元?jiǎng)澐?/span>35-36
  • 2.2.3 組合帆板模態(tài)36-40
  • 2.3 本章小結(jié)40-41
  • 第三章 空間組合帆板在沖擊載荷下的響應(yīng)分析41-54
  • 3.1 動(dòng)力學(xué)方程的建立41-50
  • 3.1.1 基本假設(shè)41
  • 3.1.2 坐標(biāo)系關(guān)系41-43
  • 3.1.3 動(dòng)力學(xué)方程的推導(dǎo)43-50
  • 3.2 帆板在沖擊載荷下的時(shí)域響應(yīng)計(jì)算50-52
  • 3.2.1 非剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)響應(yīng)分析50-51
  • 3.2.2 剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)響應(yīng)分析51-52
  • 3.3 本章小結(jié)52-54
  • 第四章 單塊帆板的非線性有限元分析54-75
  • 4.1 基本方程的推導(dǎo)54-59
  • 4.2 帆板自由振動(dòng)的非線性動(dòng)力學(xué)計(jì)算59-67
  • 4.2.1 用分段求解方法求帆板自由振動(dòng)的時(shí)域響應(yīng)59-66
  • 4.2.2 帆板各階模態(tài)的幅頻特性66-67
  • 4.3 帆板在簡諧激振力作用下動(dòng)力學(xué)響應(yīng)67-73
  • 4.3.1 動(dòng)力學(xué)模型的建立67-69
  • 4.3.2 最小二乘—最優(yōu)化方法簡介69-71
  • 4.3.3 用最小二乘—最優(yōu)化方法求解動(dòng)力學(xué)方程71-73
  • 4.4 本章小結(jié)73-75
  • 第五章 空間組合帆板動(dòng)力學(xué)響應(yīng)計(jì)算程序設(shè)計(jì)75-85
  • 5.1 程序算法75-81
  • 5.1.1 Runge-Kutta方法75-77
  • 5.1.2 數(shù)值計(jì)算對(duì)步長的要求77-79
  • 5.1.3 剛性方程問題79-81
  • 5.2 計(jì)算程序結(jié)構(gòu)及流程圖81-84
  • 5.3 本章小結(jié)84-85
  • 第六章 總結(jié)與展望85-87
  • 符號(hào)表87-89
  • 致謝89-90
  • 參考文獻(xiàn)90-93
  • 發(fā)表論文情況93


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