大变形太阳电池阵展开的多体动力学分析-中国农业科学.PDFVIP

第 卷 第 期 宇航学报 年 月 大变形太阳电池阵展开的多体动力学分析 史加贝 刘铸永 洪嘉振 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院 上海 摘 要 由于存在大变形非连续和大体量等特点对大型太阳电池阵的展开过程进行动力学仿真面临着巨 大的数值困难 基于共旋坐标法和无转动自由度的板壳理论考虑柔性电池基板的几何非线性效应与电池板之间 的接触碰撞建立大变形柔性太阳电池阵的多体动力学模型 对大型的太阳电池阵的展开的动力学过程进行数值 仿真并对该过程中的复杂的动力学现象进行分析 研究结果给出了不同驱动下电池基板的响应应力分布特征 以及基板之间的碰撞规律 此项研究不仅为空间站大型太阳电池阵的设计和优化提供了参考依据也为其它大型 可展开空间结构的仿真提供了一种多体动力学分析方法 关键词 太阳电池阵 柔性多体系统 大变形 接触碰撞 展开动力学 中图分类号 文献标识码 文章编号 坐标的航天器多体系统动力学模型对航天器中太 引言 阳电池板的展开成功地进行了仿真 刘锦阳等 随着航天工业的发展越来越多的学者对太阳 采用单向递推组集方法对卫星太阳电池板展开过程 电池阵可展开天线等可展开结构进行多体动力学 中的碰撞力进行研究揭示了碰撞对电池阵展开过 的分析 研究对象也从多刚体系统逐步拓展到了柔 程的影响 董富祥等 以星载大型可展开天线为 性多体系统 早期周志成等 采用多刚体动力学 对象研究了索网绷紧前天线反射器桁架在轨展开 的坐标系方法对太阳电池阵进行建模并对其 的动力学过程 吴坛辉等 采用浮动坐标法对盘 展开过程进行了多体动力学的仿真 洪嘉振等 绕式可展开太阳电池阵进行了全柔性体的建模并 基于柔性多体的单向递推组集方法建立了采用相对 对展开过程进行 了全局仿真 杨俊 采用 收稿日期 修回日期 基金项目国家自然科学基金 宇航学报 第 卷 梁理论对盘绕式展开桁架进行了仿真 点首先太阳电池基板在展开初期是折叠状态结 体现了其几何非线性的特征 等 采用绝