含间隙铰链的非线性动力学建模及数值分析

作者：徐彦; 王培栋; 孙禄君; 朱东方; 方琴

来源：上海航天(中英文）, 2020, 37(01): 51-62.

DOI：10.19328/j.cnki.1006-1630.2020.01.008

• 空间可展开机构
• 含间隙铰链
• 非线性动力学
• 碰撞检测算法

针对空间可展开机构中的含间隙铰链,建立非线性动力学模型,研究其非线性动力学特性。将含间隙铰链实体等效为"T"字型梁模型,针对两侧端部的径向碰撞和侧向碰撞,首次提出了碰撞点的检测算法。针对不同的碰撞类型,建立相应的非线性接触力和摩擦力分析模型,将碰撞点处的作用力等效施加到"T"字型梁模型上。进行"T"字型梁模型在轴向冲击载荷下的动力学特性分析,并与ANSYS软件的分析结果进行比较,验证了含间隙铰链非线性动力学模型的有效性。分析了有多个含间隙铰链的可展开桁架动力学响应特性,研究含间隙铰链对桁架响应的影响机理。结果表明:采用含间隙铰链的动力学模型,可以更加精确地分析可展开桁架结构的非线性动力学响应,为可展开桁架结构的动力学设计提供支撑。

• 单位
  浙江大学; 上海航天控制技术研究所; 航天学院