LS-DYNA带单元在绳索体仿真中的应用研究

复杂绳索体动力学过程的数值模拟在产品设计中有着越来越多的需求。本文讨论了绳索单元特征及其动力学模型,并基于有限元法,研究了在LS-DYNA中采用安全带单元实现复杂绳索体动力学仿真建模的方法,包括绳索体材料与单元定义、载荷设置、初始状态设置和接触问题的处理等;对柔性网体展开过程进行了数值仿真,结果表明:采用LS-DYNA安全带单元,可有效地实现复杂绳索体动力学过程的模拟;采用"节点-表面"的接触类型,可有效地实现柔性网体与其它对象的接触模拟。

面内轨道转移过程中的绳系系统摆振特性研究

轨道转移过程中的绳系系统处于非开普勒轨道,导致系统呈现复杂的动力学行为并影响着星体的飞行安全,因此研究系统摆振特性具有重要的理论和实际意义。针对复杂的非线性和强耦合问题,利用动量矩定理建立绳系系统姿态动力学方程,以切向常值加速度轨道转移为任务背景,给出了系统质心运动轨迹;通过分析面内摆角的静态分岔现象,推导了面内、面外摆角的一阶摆动解析解;引入经典的珠点模型,研究系绳纵向和横向的振动特性,并分析了系绳摆动与系绳振动之间的耦合关系。仿真结果表明:面内轨道转移过程中,面内、面外摆角以固定的频率绕平衡位置做往返摆动,摆动频率大小以及平衡位置的变化均与系绳长度、推力加速度和所处轨道密切相关,面内摆角摆动频率接近轨道角频率时会引起共振现象,系绳在轨道转移过程中会出现大幅度横向振动等现象。