含空间约束的航天器柔性线缆力学建模与仿真研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:justoka
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
卫星等航天器结构复杂、紧凑、功能模块众多,系统内线缆错综复杂、种类繁多;线缆进行信息传递、能量传输、结构柔性连接等保证航天器独立长期在轨运行,可靠性要求高。目前,传统的人工布线方法已经淘汰,现有的计算机辅助布线方法难以全面考虑线缆的物理特性,真实性、即时性等也未完全达到现代工业的要求。因此,本文针对线缆具有真实的物理特性,考虑装配空间的约束,建立线缆力学模型,并利用数值积分法求解验证,为线缆路径规划提供理论基础。针对卫星线缆大挠度变形的特点,考虑线缆物理特性,建立了线缆的力学模型,包括:提出一种以矢径、俯偏角表达线缆任意一点位置,以四坐标系之间互相转换描述线缆空间姿态的线缆空间位姿表达法;建立了线缆在仅受自身重力和环境分布力时的静力平衡模型;根据线缆的物理特性、运动参数和受力条件建立了线缆的运动学方程和动力学模型,其模型中综合考虑了线缆的截面、质量、力学特性等物理因素。通过线缆力学模型的求解,分析了线缆的姿态、运动参数、内部受力等因受外力作用随线缆长度和运动时间的变化规律,为在虚拟环境下布线提供理论基础。线缆的布线环境是由众多的模块单元、功能组件杂乱的组合而成,其结构复杂,约束繁多。本文将线缆复杂的约束类型分为5类:端点约束、预紧力约束、平面约束、点线约束和局部分布力约束,分析了各种约束对线缆几何因素、运动因素、受力因素等的影响,并重新建立了线缆在特定约束下的力学模型。针对线缆各项参数与线缆长度和运动时间之间不存在明确的函数关系,利用MATLAB软件的数学计算和可视化功能,对线缆的力学模型和线缆空间约束类型等进行数值模拟,求解线缆在各条件下的空间位姿、运动参数、内部受力等结果,验证线缆力学模型的正确性。
其他文献
多股螺旋弹簧(简称多股簧)是由多股碳素钢丝拧成钢索绕制而成。在高速往复复位过程中,弹簧各股钢丝紧密接触,产生摩擦阻尼作用,可达到良好的吸振和减振效果,因此它是航空发动
重型掘进机截割部的工况十分恶劣,传统的解析方法很难对截割部及其各零部件的静力学和动力学特性进行分析,因此,目前很需要一种先进、有效的设计分析方法来保证重型掘进机截
转炉托圈是转炉设备的主要承载和传动部件,工作时,除承受炉体、炉料等静载荷外,还承受来自炉体、钢水罐、渣罐及喷溅物等的热辐射和热传导所产生的热负荷。静载荷和热负荷会影响
开沟机的开沟深度影响后续秸秆填埋时反应堆的发酵效果。由于温室大棚地表起伏不平,因此对开沟机工作性能提出了更高的要求。现针对大型设施蔬菜大棚的现状、河北省设施农业蔬
社会的快速发展,推动了我国建筑行业的进步.在建筑工程项目施工过程当中,造价管理工作十分关键,在实际的施工过程当中应该不断强化管理,并予以高度重视.由于造价管理工作所涉
目的:探讨U2AF1基因突变在急性髓系白血病(AML)患者中的发生率、临床特点和其对预后的影响.方法:选取161例AML患者,应用二代测序方法检测U2AF1基因突变情况并分析其临床特征
本文通过对荣华二采区10
期刊
近年来小型道路环卫垃圾清运车在城市以及乡镇等环卫系统中扮演着越来越重要的角色。当前小型环卫车整体设计主要建立在经验以及路试基础上,这样很难保证其安全性和承载性,无形
市政工程作为城市的基本组成部分,对于城市功能的完善有着非常重要的意义.随着我国市场经济的不断发展,市政工程施工也朝着市场化的方向进行发展,对于工程施工效益也就提出了