大范围运动细长柔性空间结构动力学特性分析  被引量:6

Dynamic characteristics analysis of slender flexible space structure undergoing large overall motions

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作  者:赵国威[1] 吴志刚[1,2] 

机构地区:[1]大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,大连116024 [2]大连理工大学航空航天学院,大连116024

出  处:《计算力学学报》2015年第4期512-517,共6页Chinese Journal of Computational Mechanics

基  金:国家自然科学基金(11072044);高等学校博士学科点专项科研基金(20110041130001);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-11-0054)资助项目

摘  要:自由-自由边界无约束状态的细长柔性空间结构大范围运动时的动力学特性对整体结构运动分析和运动控制系统设计具有极其重要的作用。通过浮动坐标系建立结构的运动学关系;借助假设模态法对结构变形进行变量分离;利用Lagrange’s方程建立了结构的刚柔耦合振动方程;再通过Rayleigh-Ritz法,以无大范围运动时的振型函数作为基本解组,得到了大范围运动影响下的结构振动特征方程,求解该方程得到了结构频率和振型。通过几组数值算例的对比分析,指出了非耦合模型和耦合模型下结构频率及振型之间的差异。Dynamic characteristics analysis of slender flexible space structure undergoing large overall motions is very important for the motion analysis and subsequent motion controller design.To begin with,a floating reference frame is chosen as local reference frame,whose origin is consistent with the center of mass,to establish structure’s kinematic relationships;after that,the assumed mode method is used for discretizing the deformation;then,the rigid-flexible coupling vibration equations of structure undergoing large overall motions are obtained based on Lagrange’s equation;next,using Rayleigh-Ritz method,the bending modes without undergoing large overall motions are selected as the basic functions to derive eigenfunction;furthermore,solving the eigenfunction to derive bending frequencies and mode shapes;finally,through several numerical examples,the difference of bending frequencies and mode shapes between uncoupling model and coupling model is discussed,and the results show that the uncoup-ling model is not reasonable.

关 键 词:在轨搬运 浮动坐标系 刚柔耦合 自由-自由边界 假设模态法 Rayleigh-Ritz法 

分 类 号:V414[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程] O327[理学—一般力学与力学基础]

 

参考文献:

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二级参考文献:

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耦合文献:

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引证文献:

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二级引证文献:

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同被引文献:

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