【摘 要】
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基于绝对节点坐标方法(ANCF),采用缩减梁单元对绳索系统进行动力学分析。为了提高该非线性系统的计算效率,采用改进的固定界面模态综合法,建立空间绳索系统的非线性降阶模型(
【机 构】
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南京航空航天大学; 北京理工大学;
【基金项目】
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基金信息:微重力环境下含柔性索网的大型空间结构展开动力学与控制(11290151)
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基于绝对节点坐标方法(ANCF),采用缩减梁单元对绳索系统进行动力学分析。为了提高该非线性系统的计算效率,采用改进的固定界面模态综合法,建立空间绳索系统的非线性降阶模型(ECB-ANCF)。该降阶模型在构建转移矩阵(约束模态集和振动模态集)时,考虑冗余柔度对系统结构特性的影响,从而得到该系统的修正转移矩阵和更加精确的振动频率。此过程可以在预处理中进行,计算并存储降阶后的一些常数矩阵。该多体系统的动缩聚过程由刚体运动(修正约束模态集叠加)和弹性变形(修正振动模态集叠加)叠加而成。通过广义a方法对降阶后的动力学方程离散,采用牛顿迭代法求解该降阶系统的代数方程组。通过计算ANCF和ECB-ANCF对应时刻空间位置吻合度的极小值来确定降阶模态阶数。该方法大幅度降低动力方程的阶数,提高计算效率。最后,通过数值算例,对上述降阶模型(ECB-ANCF)与精确模型(ANCF)的动力学结果进行对比,验证了降阶模型的正确性与高效性。
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