基于虚拟样机的航天器对接转动模拟装置仿真研究

综合了计算多体动力学、计算结构力学、碰撞理论等多学科的知识,在 ADAMS/Solver平台上建立了航天器对接试验台滚转和俯仰转动模拟装置对接过程可视化动力学虚拟样机模型,建模过程中实现了 UG-MATLAB-ADAMS-ANSYS 的仿真环境相互集成。利用软件的各自优势完成了转动模拟装置的动力学特性分析;研究了关键性能参数如轴承摩擦系数对整个装置工作性能的影响。数学仿真和虚拟动态仿真的相互验证表明仿真结果是可信的。虚拟仿真结果验证了初始设计的可行性,确立了在物理样机设计中需要考虑的要点,为进一步的转动模拟装置的优化设计提供了设计依据。此外还解决了 ADAMS 仿真中轴承模拟等问题。

空间对接试验台转动模拟装置的试验研究

针对空间对接试验台中二维转动实现的设计难点问题,提出了非常规应用的新型抗弯件及十字轴机械结构方案。使整个系统在大负载和高撞击力的特殊情况下,结构具有高可靠性;大大降低了转动摩擦力矩,使转动模拟装置具有良好的随动运动特性;结构尺寸紧凑,减小了与结构尺寸关系密切的航天器惯量模拟误差;质量轻,使试验台其余子系统的设计有一定余量。采用缩比方法研制了试验装置。试验结果表明,主动转动模拟装置的最大静摩擦力矩仅为8.8445Nm,远小于80 Nm的指标要求。所设计的转动模拟装置能够满足对接试验台总体和其它分系统的要求。