【摘 要】
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为了节约发射成本以及降低展开能耗，大量轻质的薄膜、绳索材料广泛的应用于空间轨道上可展开结构之中.这些轻质结构在展开过程中将会经历大范围的刚体运动和大的弹性变形相互耦合的复杂运动，因此这些部件需要考虑为柔性体.近年来，绝对节点坐标方法已经被广泛应用于柔性多体系统的动力学研究之中，该方法采用非增量有限元方法对柔性体进行离散，并利用连续介质力学理论建立单元的控制方程，并且对柔性体的运动形式和变形没有任何
【机 构】
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北京理工大学宇航学院飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081
【出 处】
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中国力学大会2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会
论文部分内容阅读
为了节约发射成本以及降低展开能耗，大量轻质的薄膜、绳索材料广泛的应用于空间轨道上可展开结构之中.这些轻质结构在展开过程中将会经历大范围的刚体运动和大的弹性变形相互耦合的复杂运动，因此这些部件需要考虑为柔性体.近年来，绝对节点坐标方法已经被广泛应用于柔性多体系统的动力学研究之中，该方法采用非增量有限元方法对柔性体进行离散，并利用连续介质力学理论建立单元的控制方程，并且对柔性体的运动形式和变形没有任何假设，使得该方法尤其适合于研究大范围刚体运动与大弹性变形的相互耦合的运动.同时对于变形较小的物体可假设为刚性体，采用自然坐标方法来描述.绝对节点坐标方法与自然坐标方法建模方法统称为绝对坐标方法，该方法可以精确高效的描述复杂的刚柔耦合系统，并且给研究刚柔耦合系统带来很大的便利，例如使得系统的质量矩阵为常数以及可以简洁地描述多体间复杂的约束情况.因此，本文采用该方法对星体-机械臂模型进行了展开动力学研究，并提出了一种简单、有效施加力矩的方法.最后数值结果与商业软件MSC.ADAMS对比研究验证了该方法对于分析大型空间刚柔耦合展开动力学的可行性.
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