空天飞机太阳能电池阵展收机构设计与仿真分析

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空间可展收机构是空天飞机往返大气层和在太空进行探测活动不可缺少的航天设备。本文确定了一种太阳能电池阵构型，并针对该构型进行了运动学分析，动力学分析和含运动副间隙的动力学分析。
　　通过系统地综合现有展收类型，提出了三种展收方案，对三种方案进行比较，优选确定了一种高刚度、可重复展收，并可以对日定向，在故障的时候可以模块分离的太阳能电池阵构型。
　　通过对机构的运动学分析，确定了驱动类型。并且分析机构各构件的运动轨迹，返回设计阶段确定构件尺寸。通过对展收桁架进行模态分析，研究了帆板质量，桁架中间连接块质量，桁架杆件截面尺寸和形式对桁架固有频率的影响。对展收桁架进行了瞬态动力学分析，研究机构在完全展开状态下的稳定性，考虑了阻尼等因素对稳定性的影响。
　　本文主要对含运动副间隙的太阳能电池阵的展收机构进行了多体系统动力学仿真分析，引入了间隙的描述方法，分析比较了Kelvin-Voigt粘弹性模型、Hertz非线性弹性碰撞力模型、非线性弹簧阻尼碰撞力模型等接触碰撞模型的优缺点。基于ADAMS，采用非线性弹簧阻尼碰撞力模型，对含运动副间隙的太阳能电池阵机构进行仿真分析，研究了间隙大小，间隙的有无，间隙阻尼，切向动摩擦系数，刚度系数，以及间隙个数与分布等因素对间隙机构动态特性的影响，进而提出了降低间隙影响的方法。
　　从机构设计到分析，再由分析结果确定设计参数，本文的机构设计方法，为空天飞机展收机构的设计提供了有价值的参考。仿真分析的结果，也将为后续的优化设计工作提供重要依据。

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作者
李家龙;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科机械工程
授予学位硕士
导师姓名胡于进,凌玲;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类各部件构造与设计（总论）;
关键词
空天飞机; 太阳能电池阵; 展收机构; 结构设计; 仿真分析;

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