【摘 要】
：
环形桁架式可展开天线具有重量轻、收缩比大、精度高等特点，是当前大型空间展开结构研究的一个热门课题。为了使环形桁架的收纳比更高，超大口径可展开天线的结构方案将不同于以往较小口径可展开天线，所以需要根据新的结构形式对其展开过程进行仿真分析，预测展开过程的动力学行为，实施合适的展开过程运动规划与控制，从而形成适用于新型超大口径可展开天线的可靠展开技术，确保其能在太空及地面试验中顺利稳定展开。基于自然坐标
【机 构】
：
飞行器动力学与控制教育部重点实验室,北京理工大学宇航学院力学系,北京 100081 中国空间技术研
【出 处】
：
2014年“可展开空间结构”学术会议
论文部分内容阅读
环形桁架式可展开天线具有重量轻、收缩比大、精度高等特点，是当前大型空间展开结构研究的一个热门课题。为了使环形桁架的收纳比更高，超大口径可展开天线的结构方案将不同于以往较小口径可展开天线，所以需要根据新的结构形式对其展开过程进行仿真分析，预测展开过程的动力学行为，实施合适的展开过程运动规划与控制，从而形成适用于新型超大口径可展开天线的可靠展开技术，确保其能在太空及地面试验中顺利稳定展开。基于自然坐标方法建立了超大口径天线环形桁架的多刚体动力学模型，研究了环形桁架不同的结构形式和同步约束方案，对系统进行了自由度分析与展开过程动力学仿真，并采用商业软件RecurDyn验证了分析结果的正确性。基于绝对节点坐标方法建立了超大口径天线环形桁架与地面试验的重力卸载悬吊系统的柔性多体动力学模型，考虑不同的动力驱动方案，并在不同的工况下对其动力学展开过程进行了仿真分析。最终，通过数值实验验证了超大口径可展开天线环形桁架在合适的结构约束与动力驱动方案下可稳定、可靠地展开。
其他文献
锂离子电池具有体积小、电压高、比能量高、自放电小、无记忆效应、循环性能好等有点.石墨是商业锂离子电池最常用到的负极活性层材料.随着锂离子逐渐地嵌入石墨,石墨的颜色经历了从最初的黑色→深蓝色→红色→金黄色的变化.本文设计了一个实验室锂离子电池,对充放电过程中石墨的颜色变化进行实时观测,并直观地分析研究锂离子在石墨活性层中扩散运动.通过对石墨活性层中不同颜色的面积计算,分析锂离子电池的充放电状态.实验
层间韧性是提高复合材料层合结构抗冲击损伤性能的关键.目前,纳米尺度的强-韧化研究已经成为复合材料领域一个十分重要的研究方向.纳米尺度的材料通常包括纳米点、纳米线和纳米网格结构等.近年来,对纳米点或线增韧聚合物复合材料的研究报道相对较多,而对纳米网格的研究报道相对较少.本文以碳纳米管网格作为层间增韧材料,实验研究了约25-40?m 厚的碳纳米网格(图1 所示)对层合板II型层间断裂韧性的影响,结果表
空间站柔性太阳翼的展收以及驱动过程涉及大位移、大转动和大变形特性，利用刚性或小变形假设的建模方法会得出错误的分析结果。因此研究了柔性多体系统建模的绝对节点坐标法(ANCF)，推导4节点36自由度矩形薄板动力学模型，利用向后差分法和Newton-Raphson迭代法求解系统的微分代数方程组。对柔性薄板的频率分析、柔性板单摆大变形分析和柔性负载的驱动等3个算例进行仿真研究。算例体现了建模方法的优势，可
大型环形可展开天线反射器是高分辨率对地观测卫星的核心部件.它由美国Astro公司发明,被命名为AstroMesh.和其他网状展开天线相比,具有结构形式简单,重量轻,收缩体积小,型面精度高等优点,且在一定范围内天线口径的增大不会改变天线的结构形式,质量不会成比例增加,其质量体积比反而还减小,可广泛应用于直径6m-150m的星载天线,被认为是目前大型星载天线的理想结构形式,已被国外使用在Thuraya
以口径6米的大型构架式空间可展开天线反射器为对象，研究其展开状态的模态特性.该反射器展开状态模型具有频率低、传递特性差的特点，难以用力锤、激振器等常规方式进行激励.试验采用基于模拟环境激励的工作模态试验分析方法(OMA)，对构架反射器进行模态试验研究.针对该结构绕约束位置变形的低阶模态和自身变形的高阶模态，分别采用了两种不同的激励方法.利用测得的时域信号，采用LMS.PolyMAX方法计算，得到了
随着世界各国空间探测和航天运载技术的迅速发展，空间可展机构设计已经成为制约航天活动开展的重要问题。为满足大型航天器对电能的需求以及航天器通讯天线大型化的要求，空间可展机构设计面临着大型化、轻质高强、柔性化、大收纳比、可多次使用等关键技术问题。针对空间可展机构技术，重点介绍了其主要机构形式、驱动方式，简述了相关技术的国内外发展状况，研究了制约其设计发展的关键技术和未来发展趋势。
受限于电机驱动力以及结构刚度，星载机械可动天线在进行地面展开转动试验时要排除重力的影响，气球卸载以其成本低、操作方便、可对天线具有不同运动轨迹的部分进行离散式的重力卸载的特点，在多转轴大角度转动天线地面转动试验中有较强的实用意义。
大型环形可展天线中作为索网反射面支撑骨架的环形桁架结构可以看作是由重复的平面桁架单元形成的周期桁架结构。通过连续体等效的方法，可以将组成环形桁架的平面周期桁架单元简化为空间梁模型。考虑到环形桁架包含的周期桁架单元通常数目较多，将整个环形桁架结构近似等效为一个与其具有相同直径和高度的弹性圆环。对环形桁架结构和等效圆环模型的固有频率和振型进行了对比，结果表明，对于环形桁架结构的低阶模态，其频率和振型均
太阳帆推进技术需要将面值比最大化，这就需要充分利用轻薄材料以及各种减重技术，充气展开支撑臂是重要的研究内容。充气展开支撑臂面临的主要问题是质量、支撑臂力学特性以及充气条件等方面的一体化优化设计。为此主要从支撑臂的结构形式分析、充气展开支撑臂方案设计、充气系统设计等方面对适合太阳帆的充气展开支撑臂进行了分析研究。通过比较分析，认为带充气管的自展开支撑臂是未来发展的重点。
纤维增强复合材料具有比强度、比刚度高，可设计性等特点，目前己广泛应用于航空航天飞行器结构，其强度分析越来越受到国内外学者的重视。本文将跨尺度失效理论、渐进损伤失效分析与加速试验方法相结合，研究加速试验方法对国产复合材料体系长期强度预测的适用性，测定国产复合材料组分性能。通过有限元计算和试验相结合预测国产复合材料层压板开孔压缩强度，并对其失效过程进行分析。本研究最终验证了结合跨尺度失效理论、渐进损伤