大范围运动的柔性曲线梁动力学建模及仿真

针对航天器等领域中应用柔性曲梁的动力学问题,基于有限元方法,将连续的柔性曲线梁离散化为具有12个自由度的空间梁单元模型.为缩减系统的运动学变量数目,将柔性曲线梁的物理坐标转化为模态坐标.在此基础上,依据Kane方程建立了作大范围运动的柔性空间曲线梁非线性动力学模型.动力学数值仿真的结果表明,对小曲率柔性曲线梁,其横向变形比纵向变形大得多.

计及参数不确定性的柔性空间曲线梁动力学建模方法

基于有限元离散化方法和Kane方程,建立了大范围运动空间曲线梁的动力学模型,利用模态缩聚技术,降低了系统的自由度数目,使仿真计算过程得到简化.以卫星抛面天线为例,并考虑其几何和物理参数的不确定性,研究了天线展开过程的动力学特性.

新型双曲线直梁复合型柔性铰链刚度研究

提出一种新型双曲线直梁复合型柔性铰链,以卡氏第二定理和微积分的相关知识为基础,推导双曲线直梁复合型柔性铰链的弯曲刚度和拉伸或压缩刚度计算公式。采用变截面梁单元建立该型柔性铰链的有限元模型,在一端固定、另一端承受力矩或力的边界条件下,计算分析该型柔性铰链的刚度。将有限元解与所推导出的解析解进行比较,以验证所推导刚度公式的正确性。分析双曲线直梁复合型柔性铰链的结构参数对其刚度性能的影响,并与倒圆角直梁型柔性铰链进行比较,结果表明双曲线直梁复合型柔性铰链的转动能力、对载荷的敏感性均次于倒圆角直梁型柔性铰链。