检索结果-内蒙古大学图书馆

固体力学学报 2018年第4期39卷 394-402页

作者：冀宾顾铖璋韩涵宋林郁吴春雷上海市空间飞行器机构重点实验室上海宇航系统工程研究所

增材制造工艺的出现使得轴向变截面点阵结构设计成为可能,变截面点阵的刚度、强度和稳定性等力学行为研究具有重要的工程意义.假定杆件横截面沿轴向呈双曲线或椭圆型变化,积分推导变截面对于杆件刚度产生的影响,在平衡方程中进行参数变... 详细信息

增材制造工艺的出现使得轴向变截面点阵结构设计成为可能,变截面点阵的刚度、强度和稳定性等力学行为研究具有重要的工程意义.假定杆件横截面沿轴向呈双曲线或椭圆型变化,积分推导变截面对于杆件刚度产生的影响,在平衡方程中进行参数变换,推导出变截面对于杆件失稳特征值的解析解.通过对比发现,双曲线截面杆件在刚度、稳定性方面较等截面杆并无优势.但当参数ξ=0.906时,椭圆型截面变化设计可使杆件失稳特征值提高31.8%.最终,将椭圆型截面杆件应用于实际的金字塔、Kagome点阵设计,并引入了特征值算法和弧长法以证实解析解的正确性.弧长法用于计算含几何缺陷的点阵胞元后屈曲行为.解析解、特征值算法与弧长法（缺陷0.01mm）均表明,与等截面杆件相比,椭圆型截面杆分别可以提高承载能力31.5%、31.4%和29.0%.Kagome点阵可以得到相同结果.此外,当缺陷增加到0.1mm时,杆件的弯曲会使得胞元承载能力降低,但椭圆型截面杆的优势仍然存在.研究结果可以为高性能变截面点阵的设计提供理论基础.

关键词：点阵双曲线椭圆刚度压缩强度

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含非线性特性的卫星压紧释放机构动力学研究

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中国空间科学技术 2021年第5期41卷 57-64页

作者：刘汉武张华方贤亮上海宇航系统工程研究所上海201109 上海市空间飞行器机构重点实验室上海201109

针对卫星新型压紧释放机构的局部非线性特性,建立局部非线性结构模型,通过模拟加载得到局部非线性结构的力-位移曲线,根据实际结构的工作情况定义结构等效刚度载荷和位移限制的选取原则,并求解结构等效刚度取值区间,最后针对天线动力学... 详细信息

针对卫星新型压紧释放机构的局部非线性特性,建立局部非线性结构模型,通过模拟加载得到局部非线性结构的力-位移曲线,根据实际结构的工作情况定义结构等效刚度载荷和位移限制的选取原则,并求解结构等效刚度取值区间,最后针对天线动力学特性开展区间不确定性分析。分析结果与试验结果能够很好地吻合,天线基频误差在10%以内,满足工程应用需求,说明该分析方法的有效性。提出的局部非线性结构等效刚度区间分析方法可为卫星天线新型压紧释放机构非线性动力学分析提供解决途径,也可为其他局部非线性结构动力学分析提供参考。

关键词：压紧释放机构非线性等效刚度不确定性动力学分析

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基于缓冲阻尼的空间大惯量负载驱动系统的研究

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工程设计学报 2022年第1期29卷 92-99页

作者：杨新海沈晓鹏赵继亮谢哲苑会领上海宇航系统工程研究所上海201109 上海市空间飞行器机构重点实验室上海201109

为了实现某空间飞行器在空间低功耗平稳转动,从提高其动态性能和稳态性能的角度,提出了基于缓冲阻尼的空间大惯量负载驱动系统的设计方法。通过系统阻尼参数匹配设计,并利用弹簧阻尼技术,实现了驱动系统大惯量转动过程的快速启动和平稳... 详细信息

为了实现某空间飞行器在空间低功耗平稳转动,从提高其动态性能和稳态性能的角度,提出了基于缓冲阻尼的空间大惯量负载驱动系统的设计方法。通过系统阻尼参数匹配设计,并利用弹簧阻尼技术,实现了驱动系统大惯量转动过程的快速启动和平稳制动,解决了其转角行程过冲较大的问题,满足了运动精度要求。采用SimulationX软件对该驱动系统进行了动力学建模,对传动刚度和阻尼特性对驱动系统启动和制动的影响进行了仿真分析,最终通过实验验证了该驱动系统可以较平稳地启动和制动大惯量负载,且性能稳定,运动精度高,说明了驱动系统设计方法的合理性。研究结果为以小功率驱动大惯量负载提供了一种较好的实现方法。

关键词：驱动系统缓冲阻尼惯量

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大型空间展开机构微重力环境模拟悬吊装置热结构耦合分析

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上海交通大学学报 2017年第8期51卷 954-961页

作者：张良俊李晓慈吴静怡蔡爱峰上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200240 上海宇航系统工程研究所上海市空间飞行器机构重点实验室上海201108

以大型空间展开机构高低温展开试验系统微重力环境模拟悬吊装置为对象,采用Solidworks软件建立悬吊装置有限元分析模型,并利用ANSYS软件针对不同展开机构产品悬吊载荷及不同工作温度状态进行热-结构耦合分析.通过数值分析得出不同工况... 详细信息

以大型空间展开机构高低温展开试验系统微重力环境模拟悬吊装置为对象,采用Solidworks软件建立悬吊装置有限元分析模型,并利用ANSYS软件针对不同展开机构产品悬吊载荷及不同工作温度状态进行热-结构耦合分析.通过数值分析得出不同工况下悬吊装置的热变形及应力情况,并分析了其对展开机构展开长滑轨倾斜角的影响.研究内容对应用于高低温环境下的微重力环境模拟悬吊装置优化设计提供参考,并对空间展开机构高低温微重力展开试验的有效实施和参数调试具有指导意义.

关键词：空间展开机构微重力环境模拟悬吊装置

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基于SPH方法航天器含贮箱液体晃动分离动力学研究

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中国科学：技术科学 2021年第8期51卷 938-947页

作者：刘汉武张华胡震宇王金童禹志袁勇上海宇航系统工程研究所上海201109 上海市空间飞行器机构重点实验室上海201108 行星地面力学与工程仿生联合实验室上海201109

航天器在轨分离属于空间微重力环境下的多体动力学,而液体晃动属于复杂的非线性动力学,本文采用光滑粒子流体动力学方法(SPH方法)模拟航天器贮箱中带有自由表面的液体非线性晃动,建立了含贮箱液体晃动的航天器耦合分离动力学模型,通过... 详细信息

航天器在轨分离属于空间微重力环境下的多体动力学,而液体晃动属于复杂的非线性动力学,本文采用光滑粒子流体动力学方法(SPH方法)模拟航天器贮箱中带有自由表面的液体非线性晃动,建立了含贮箱液体晃动的航天器耦合分离动力学模型,通过航天器分离动力学及流-固耦合动力学分析,解决了贮箱燃料液体大幅晃动对航天器分离姿态的影响问题,给出了液体晃动对航天器产生的干扰力和力矩,对比了考虑液体晃动和假设贮箱液体为刚体得到航天器分离姿态的差异,不同液面高度对航天器分离姿态、干扰力和力矩的影响情况,分析结果为弹簧分离机构的优化设计和分离安全性设计提供参考,同时提高了航天器在轨姿态控制设计的可靠性.

关键词：航天器液体晃动光滑粒子流体动力学方法(SPH) 流-固耦合分离动力学

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与沉陷相关联的星球车挂钩牵引力模型研究

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农业机械学报 2014年第12期45卷 37-42页

作者：丁亮亮肖杰宗魏刘殿富杨晓青邹猛上海宇航系统工程研究所上海201109 上海市空间飞行器机构重点实验室上海201108 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130025

通过轮壤作用关系的线性化推导,建立简洁的挂钩牵引力模型用于星球车在轨沉陷预估。以玉兔号月球车为例,利用其车轮土槽试验进行了模型修正和验证,从而建立了用于星球车在轨沉陷预估的模型,验算得到修正后的挂钩牵引力模型的拟合值与土... 详细信息

通过轮壤作用关系的线性化推导,建立简洁的挂钩牵引力模型用于星球车在轨沉陷预估。以玉兔号月球车为例,利用其车轮土槽试验进行了模型修正和验证,从而建立了用于星球车在轨沉陷预估的模型,验算得到修正后的挂钩牵引力模型的拟合值与土槽实测值的误差小于9%。提出的模型可以为星球车在沉陷前进行预警评估,也可为发生沉陷后的地面模拟脱困试验提供沉陷状态数据。该研究方法还可用于轮式机械在沙漠、滩涂等松软地面执行各种操作的快速沉陷预估。

关键词：星球车沉陷预估土槽试验沉陷量挂钩牵引力

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基于干扰观测器的柔性空间机器人在轨精细操作控制方法

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航空学报 2021年第1期42卷 189-199页

作者：刘璟龙张崇峰邹怀武李宁吴琳娜上海宇航系统工程研究所上海201109 上海市空间飞行器机构重点实验室上海201109 上海航天技术研究院上海201109

由于强非线性、强耦合和强时变等特征,柔性空间机器人的稳定精细控制问题一直是一个重大挑战。轻质小型化机器人受空间及重量限制,其关节柔性通常不可忽略,这部分柔性主要是由谐波减速器和力矩传感器的柔性造成的。传统的运动学控制在... 详细信息

由于强非线性、强耦合和强时变等特征,柔性空间机器人的稳定精细控制问题一直是一个重大挑战。轻质小型化机器人受空间及重量限制,其关节柔性通常不可忽略,这部分柔性主要是由谐波减速器和力矩传感器的柔性造成的。传统的运动学控制在空载时能保持稳定,但是对大负载、快速运动时的适应性差,严重时机械臂抖动剧烈甚至发散。针对以上特征,提出了一种基于非线性干扰观测器和动力学极点配置的柔性空间机器人在轨精细操作控制方法。仿真实验证明,该方法可以有效地抑制柔性激振,保证响应的快速性和准确性,同时有较好的鲁棒性,能够适应不同类型扰动的影响和末端环境柔顺控制的要求,对工程应用具有一定的参考意义。

关键词：干扰观测器柔性关节空间机器人动力学控制在轨精细控制

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球轴承多体弹性流体动力润滑研究

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摩擦学学报 2019年第3期39卷 287-294页

作者：刘宇马志飞孟凡明重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 上海宇航系统工程研究所上海201109 上海市空间飞行器机构重点实验室上海201109

为准确分析球轴承的润滑性能,对其多个滚动体与外圈间的弹性流体动力润滑(EHL)特性进行了研究.以深沟球轴承为例,建立了球轴承多个滚动体同时(多体)润滑的EHL模型,基于快速傅里叶变换(FFT)技术和低松弛迭代法对该模型进行求解,研究了多... 详细信息

为准确分析球轴承的润滑性能,对其多个滚动体与外圈间的弹性流体动力润滑(EHL)特性进行了研究.以深沟球轴承为例,建立了球轴承多个滚动体同时(多体)润滑的EHL模型,基于快速傅里叶变换(FFT)技术和低松弛迭代法对该模型进行求解,研究了多体润滑下中心滚动体的EHL性能,并和仅中心滚动体(单体)与外圈润滑的EHL特性进行了对比.数值结果表明:与单体润滑相比,多体润滑下中心滚动体的油膜压力减小,二次压力峰向入口区移动.相对单体润滑的中心膜厚,多体润滑下中心滚动体的中心膜厚会增加;中心滚动体的径向位移由10μm增大到30μm时,多体润滑下中心滚动体的承载力相对其单体润滑承载力的下降百分比由5.99%变化到9.70%.

关键词：多体润滑球轴承承载力中心膜厚 FFT

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星载平面可展天线支撑桁架的结构效率优化

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航空学报 2015年第12期36卷 3853-3860页

作者：李波杨毅上海宇航系统工程研究所上海市空间飞行器机构重点实验室上海201109 上海大学机电工程与自动化学院上海200444

针对折展结构性能存在多指标且这些指标之间又相互制约的特点,把结构效率引入到可展结构的优化设计中,应用多因素正交试验法对一种空间可展开平板天线支撑桁架的优化问题进行了研究。对其关键几何设计参数进行了分析,建立了桁架结构的... 详细信息

针对折展结构性能存在多指标且这些指标之间又相互制约的特点,把结构效率引入到可展结构的优化设计中,应用多因素正交试验法对一种空间可展开平板天线支撑桁架的优化问题进行了研究。对其关键几何设计参数进行了分析,建立了桁架结构的优化数学模型,以结构效率最大化作为优化目标,对可展桁架进行了结构优化,得到了支撑桁架各杆件的设计参数。结果表明:结构效率综合考虑了质量和刚度的影响,使结构质量和刚度同时得到优化;长宽比(l/w)是影响可展桁架结构性能的主要因素,对不同优化目标产生影响的次要因素有所不同;截面积对结构效率影响不显著(置信度p=90%),在相同杆长参数配置下,等截面可展桁架的结构效率仅次于变截面方案,但工程经济性最佳。该研究方法有助于在概念设计阶段从系统设计的角度进行空间桁架结构的快速设计与优化。

关键词：空间可展桁架设计参数结构效率敏感度分析显著性分析

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空间对接机构在轨连接分离动力学仿真研究

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系统仿真学报 2014年第4期26卷 954-958页

作者：张华肖余之上海市空间飞行器机构重点实验室上海201108 上海宇航系统工程研究所上海201108

两空间飞行器在空间零重力环境下需要实现空间的多次对接和分离,为保证空间飞行器的下一次再次成功对接,需要空间飞行器在上一次分离时满足一定的分离速度、姿态角和姿态角速度。空间飞行器在空间零重力状态下具备六个自由度,在地面上... 详细信息

两空间飞行器在空间零重力环境下需要实现空间的多次对接和分离,为保证空间飞行器的下一次再次成功对接,需要空间飞行器在上一次分离时满足一定的分离速度、姿态角和姿态角速度。空间飞行器在空间零重力状态下具备六个自由度,在地面上由于重力的存在无法释放垂直于地面的平动自由度,因此难以通过地面全物理模型来模拟空间实际的分离过程。为此,建立了空间对接机构的分离动力学仿真数字模型,通过该动力学模型来研究两飞行器在零重力空间环境下的分离过程和运行规律,辨识空间对接机构的主要设计参数对两飞行器分离过程中运动特性的影响,为参数设计提供创新性指导和理论支撑,解决在轨分离过程中飞行器角速度及姿态过大等设计难题。同时依据仿真确定的设计参数开展工况覆盖性分析,验证设计参数的有效性和合理性,为后续工程实践奠定有力基础。

关键词：空间对接机构在轨连接分离动力学仿真

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