空间充气展开绳网捕获系统动力学建模与分析

作者：刘昊; 魏承^*; 田健; 谭春林; 赵阳

来源：机械工程学报, 2018, 54(22): 145-152.

• 充气展开杆
• 空间绳网
• 绝对节点坐标法
• 振动分析
• 收口捕获
• 碰撞计算

空间充气展开绳网系统在空间捕获中具有自身特殊的优势:占用体积小,展开后捕获范围大,且绳网由充气杆支撑,结构更加稳固,比空间飞网系统更加具有应用潜力。基于绝对节点坐标法(Absolute node coordinate method,ANCF)建立空间充气展开绳网捕获系统动力学模型,应用Hertz理论建立柔性体碰撞动力学模型,对系统进行动力学仿真分析。仿真表明,静力学和振动分析能够为机构力学参数选型提供参考,相比充气杆末端激励,绳网中部受到激励时对捕获机构振动影响更大;机构收口拉力随着充气杆刚度的增加而增大,对充气杆的放气处理可以降低其刚度,从而减小收口拉力,约为原来的10%,易于收口机构的设计。通过对期望目标的捕获仿真,分析了影响收口过程的关键指标,证明了捕获策略的合理性和动力学模型的准确性。研究结果能够对空间充气展开绳网捕获系统设计提供有效的依据。

• 单位
  航天学院; 哈尔滨工业大学