本文關(guān)鍵詞：基于氣浮平臺(tái)的模擬星碰撞分析及實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：近年來(lái),我國(guó)航天飛速發(fā)展,空間站建立過(guò)程中,需要分別對(duì)太空艙發(fā)射并進(jìn)行在軌對(duì)接、組裝。在對(duì)接過(guò)程中,艙體勢(shì)必會(huì)發(fā)生碰撞,為使對(duì)接任務(wù)順利完成,需要對(duì)空間艙體的碰撞進(jìn)行研究,對(duì)其碰撞狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)。另一方面,太空中空間機(jī)械臂扮演著越來(lái)越重要的作用,機(jī)械臂在任務(wù)過(guò)程中難免會(huì)與被操作物發(fā)生碰撞,在發(fā)生碰撞后為了能夠順利完成任務(wù),需要對(duì)機(jī)械臂及被碰物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。 基于此,本文開(kāi)展了單剛體的碰撞動(dòng)力學(xué)研究。研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面： 首先,對(duì)單剛體的無(wú)摩擦碰撞分別從離散模型和連續(xù)模型進(jìn)行了研究。通過(guò)建立剛體的碰撞坐標(biāo)系,依據(jù)動(dòng)量定理及動(dòng)量矩定理建立系統(tǒng)的碰撞動(dòng)力學(xué)方程組,然后引入恢復(fù)系數(shù),建立了碰撞系統(tǒng)的離散模型,并進(jìn)行了仿真分析；通過(guò)將碰撞力模擬為彈簧及阻尼器的形式,利用牛頓第二定律及各變量間微分關(guān)系,建立了碰撞系統(tǒng)的連續(xù)模型,并進(jìn)行了仿真分析。 其次,對(duì)考慮剛體切向摩擦力的碰撞進(jìn)行了研究�；谔摂M彈簧模型求解切向沖量與法向沖量及彈簧能量與彈簧長(zhǎng)度變化速度間的關(guān)系,由此得到關(guān)于法向沖量的有摩擦碰撞的閉環(huán)微分方程組,進(jìn)而通過(guò)確定各微分物理量初始值,由數(shù)值積分得到最終的碰撞沖量,碰撞后速度等信息,并進(jìn)行了數(shù)值仿真驗(yàn)證。 再次,為開(kāi)展碰撞實(shí)驗(yàn)對(duì)理論部分進(jìn)行驗(yàn)證,搭建了一套地面實(shí)驗(yàn)微重力模擬系統(tǒng),用來(lái)模擬空間碰撞。通過(guò)鋁合金框架組裝了兩套模擬星系統(tǒng),并設(shè)計(jì)了對(duì)接裝置；為保證數(shù)據(jù)的采集,基于力傳感器、陀螺儀,激光測(cè)距儀搭建了信號(hào)采集系統(tǒng),并基于MFC開(kāi)發(fā)了系統(tǒng)信號(hào)的采集軟件。 最后,在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)計(jì)碰撞實(shí)驗(yàn)對(duì)理論模型進(jìn)行驗(yàn)證。包括：恢復(fù)系數(shù)的測(cè)量,對(duì)心碰撞實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,對(duì)動(dòng)力學(xué)模型的參數(shù)進(jìn)行了修正。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：V416

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 秦志英;陸啟韶;;基于恢復(fù)系數(shù)的碰撞過(guò)程模型分析[J];動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào);2006年04期

2 喬兵;吳曉健;;一種空間柔性機(jī)械臂接觸動(dòng)力學(xué)仿真的模型降階方法[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2012年04期

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本文編號(hào)：1154841