某衛(wèi)星新型帆板展開(kāi)機(jī)構(gòu)故障機(jī)理分析及解決方案研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-04 21:25
太陽(yáng)帆板是衛(wèi)星在軌運(yùn)行時(shí)主要能量來(lái)源,對(duì)衛(wèi)星壽命、任務(wù)圓滿完成等都有重大意義。某衛(wèi)星由于衛(wèi)星總體質(zhì)量約束和運(yùn)載火箭整流罩的約束,對(duì)帆板展開(kāi)機(jī)構(gòu)方案進(jìn)行一定改進(jìn),使其符合微納衛(wèi)星自身的特點(diǎn)。該衛(wèi)星在初樣研制階段,振動(dòng)試驗(yàn)之前帆板能順利展開(kāi)。振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)束后帆板未能展開(kāi),人為觸動(dòng)后能展開(kāi),但展開(kāi)時(shí)間明顯增大。針對(duì)某衛(wèi)星在初樣研制階段新型帆板展開(kāi)機(jī)構(gòu)發(fā)生故障,論文主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,介紹某衛(wèi)星結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、衛(wèi)星振動(dòng)試驗(yàn)及帆板地面展開(kāi)實(shí)驗(yàn),對(duì)帆板展開(kāi)動(dòng)力學(xué)傳統(tǒng)模型進(jìn)行改進(jìn),分析衛(wèi)星帆板展開(kāi)故障機(jī)理。介紹新型帆板展開(kāi)機(jī)構(gòu),對(duì)比介紹傳統(tǒng)帆板展開(kāi)機(jī)構(gòu)和新型帆板展開(kāi)機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),描述某衛(wèi)星振動(dòng)試驗(yàn)和帆板展開(kāi)實(shí)驗(yàn)故障。引入帆板展開(kāi)動(dòng)力學(xué)傳統(tǒng)模型,分析恒力矩鉸鏈帆板展開(kāi)機(jī)構(gòu)在振動(dòng)試驗(yàn)前和振動(dòng)試驗(yàn)后展開(kāi)角度與時(shí)間的關(guān)系。針對(duì)帆板展開(kāi)動(dòng)力學(xué)傳統(tǒng)模型在計(jì)算振動(dòng)試驗(yàn)后帆板展開(kāi)運(yùn)動(dòng)時(shí)存在不足,本文對(duì)帆板展開(kāi)動(dòng)力學(xué)傳統(tǒng)模型進(jìn)行改進(jìn),并以此為基礎(chǔ),分析某衛(wèi)星帆板展開(kāi)故障機(jī)理,對(duì)比仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證改進(jìn)模型的準(zhǔn)確性。其次,定量分析振動(dòng)試驗(yàn)中鉸鏈接觸碰撞力和磨損,研究不同參數(shù)對(duì)接觸碰撞力的影響。分別對(duì)比和分析Hertz模...
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
衛(wèi)星有限元模型
衛(wèi)星前四階模態(tài)振型圖
哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文表 2-1 OVS-2 衛(wèi)星模態(tài)質(zhì)量占比(%)階數(shù) 頻率(Hz) TX TY TZ RX RY RZ 振型1 37.99 30.69 0.26 3.81 0.01 81.4 0.00 橫向2 40.1 0.7 58.6 0.23 94.7 0.1 0.3 橫向3 64.9 13.2 0.15 16.9 0.00 0.00 0.00 相機(jī)縱向4 75.2 9.4 0.03 53.2 3.1 9.5 0.1 縱向5 109.1 1.9 1.1 0.4 0.2 0.01 16.2 縱向從云圖與模態(tài)質(zhì)量表可以看出衛(wèi)星的第一階和第二階模態(tài)為衛(wèi)星的整星橫向彎曲模態(tài),第 3 階模態(tài)為相機(jī)局部縱向模態(tài),整星縱向頻率較高,第 4 階模態(tài)出現(xiàn)了明顯的縱向模態(tài),在 5 階處出現(xiàn)了較明顯的扭轉(zhuǎn)模態(tài)。另外,為單獨(dú)研究帆板收攏狀態(tài)和展開(kāi)狀態(tài)時(shí)帆板的一階基頻,同樣在PATRAN 中建立帆板展開(kāi)和收攏時(shí)的有限元模型,相關(guān)約束如圖 2-7 所示:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Coulomb干摩擦模型與LuGre摩擦模型的分析與比較[J]. 王曉軍. 常州工學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)J椒纸獾臐L動(dòng)軸承故障診斷方法[J]. 寧繼榮,劉堯. 探測(cè)與控制學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]剛體碰撞的Hertz接觸力模型比較分析[J]. 黃劍鋒,余濤,陳江義. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2017(08)
[4]Dynamic modeling and simulation for the flexible spacecraft with dynamic stiffening[J]. 李崔春,孟秀云,劉藻珍. Journal of Beijing Institute of Technology. 2015(03)
[5]考慮多間隙的帆板式展開(kāi)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析[J]. 谷勇霞,楊天夫,郭峰. 振動(dòng).測(cè)試與診斷. 2015 (01)
[6]衛(wèi)星太陽(yáng)帆板展開(kāi)的動(dòng)力學(xué)仿真分析與應(yīng)用[J]. 金光,謝曉光,谷松,張鏑. 光學(xué)精密工程. 2014(03)
[7]太陽(yáng)翼鉸鏈結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)與非線性動(dòng)力學(xué)建模[J]. 吳爽,趙壽根,吳大方,羅敏. 宇航學(xué)報(bào). 2013(12)
[8]機(jī)械系統(tǒng)摩擦動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展[J]. 丁千,翟紅梅. 力學(xué)進(jìn)展. 2013(01)
[9]柔性飛行器飛行動(dòng)力學(xué)與結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)耦合分析方法[J]. 趙振軍,呂海波,郭百森,李明,周春曉. 導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù). 2012(03)
[10]含間隙曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副動(dòng)態(tài)磨損研究[J]. 王國(guó)慶,劉宏昭,何長(zhǎng)安. 機(jī)械強(qiáng)度. 2006(06)
博士論文
[1]多體系統(tǒng)中鉸內(nèi)摩擦接觸分析[D]. 羅曉明.大連理工大學(xué) 2011
[2]考慮鉸間間隙的機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 白爭(zhēng)鋒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]含間隙鉸鏈的接觸磨損預(yù)測(cè)建模研究[D]. 韓云誠(chéng).天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2016
[2]敏捷小衛(wèi)星高剛度太陽(yáng)翼展開(kāi)與支撐機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究[D]. 張道威.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2017
[3]關(guān)節(jié)軸承協(xié)調(diào)接觸模型與磨損壽命預(yù)測(cè)[D]. 方鑫.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[4]太陽(yáng)電池陣的結(jié)構(gòu)動(dòng)特性及展開(kāi)故障動(dòng)力學(xué)模擬[D]. 吳小燕.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2012
[5]大型航天器可展開(kāi)式結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析及阻尼參數(shù)的確定[D]. 梁小光.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[6]含間隙機(jī)構(gòu)接觸碰撞動(dòng)力學(xué)研究[D]. 白爭(zhēng)鋒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):2957395
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
衛(wèi)星有限元模型
衛(wèi)星前四階模態(tài)振型圖
哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文表 2-1 OVS-2 衛(wèi)星模態(tài)質(zhì)量占比(%)階數(shù) 頻率(Hz) TX TY TZ RX RY RZ 振型1 37.99 30.69 0.26 3.81 0.01 81.4 0.00 橫向2 40.1 0.7 58.6 0.23 94.7 0.1 0.3 橫向3 64.9 13.2 0.15 16.9 0.00 0.00 0.00 相機(jī)縱向4 75.2 9.4 0.03 53.2 3.1 9.5 0.1 縱向5 109.1 1.9 1.1 0.4 0.2 0.01 16.2 縱向從云圖與模態(tài)質(zhì)量表可以看出衛(wèi)星的第一階和第二階模態(tài)為衛(wèi)星的整星橫向彎曲模態(tài),第 3 階模態(tài)為相機(jī)局部縱向模態(tài),整星縱向頻率較高,第 4 階模態(tài)出現(xiàn)了明顯的縱向模態(tài),在 5 階處出現(xiàn)了較明顯的扭轉(zhuǎn)模態(tài)。另外,為單獨(dú)研究帆板收攏狀態(tài)和展開(kāi)狀態(tài)時(shí)帆板的一階基頻,同樣在PATRAN 中建立帆板展開(kāi)和收攏時(shí)的有限元模型,相關(guān)約束如圖 2-7 所示:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Coulomb干摩擦模型與LuGre摩擦模型的分析與比較[J]. 王曉軍. 常州工學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)J椒纸獾臐L動(dòng)軸承故障診斷方法[J]. 寧繼榮,劉堯. 探測(cè)與控制學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]剛體碰撞的Hertz接觸力模型比較分析[J]. 黃劍鋒,余濤,陳江義. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2017(08)
[4]Dynamic modeling and simulation for the flexible spacecraft with dynamic stiffening[J]. 李崔春,孟秀云,劉藻珍. Journal of Beijing Institute of Technology. 2015(03)
[5]考慮多間隙的帆板式展開(kāi)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析[J]. 谷勇霞,楊天夫,郭峰. 振動(dòng).測(cè)試與診斷. 2015 (01)
[6]衛(wèi)星太陽(yáng)帆板展開(kāi)的動(dòng)力學(xué)仿真分析與應(yīng)用[J]. 金光,謝曉光,谷松,張鏑. 光學(xué)精密工程. 2014(03)
[7]太陽(yáng)翼鉸鏈結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)與非線性動(dòng)力學(xué)建模[J]. 吳爽,趙壽根,吳大方,羅敏. 宇航學(xué)報(bào). 2013(12)
[8]機(jī)械系統(tǒng)摩擦動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展[J]. 丁千,翟紅梅. 力學(xué)進(jìn)展. 2013(01)
[9]柔性飛行器飛行動(dòng)力學(xué)與結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)耦合分析方法[J]. 趙振軍,呂海波,郭百森,李明,周春曉. 導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù). 2012(03)
[10]含間隙曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副動(dòng)態(tài)磨損研究[J]. 王國(guó)慶,劉宏昭,何長(zhǎng)安. 機(jī)械強(qiáng)度. 2006(06)
博士論文
[1]多體系統(tǒng)中鉸內(nèi)摩擦接觸分析[D]. 羅曉明.大連理工大學(xué) 2011
[2]考慮鉸間間隙的機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 白爭(zhēng)鋒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]含間隙鉸鏈的接觸磨損預(yù)測(cè)建模研究[D]. 韓云誠(chéng).天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2016
[2]敏捷小衛(wèi)星高剛度太陽(yáng)翼展開(kāi)與支撐機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究[D]. 張道威.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2017
[3]關(guān)節(jié)軸承協(xié)調(diào)接觸模型與磨損壽命預(yù)測(cè)[D]. 方鑫.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[4]太陽(yáng)電池陣的結(jié)構(gòu)動(dòng)特性及展開(kāi)故障動(dòng)力學(xué)模擬[D]. 吳小燕.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2012
[5]大型航天器可展開(kāi)式結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析及阻尼參數(shù)的確定[D]. 梁小光.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[6]含間隙機(jī)構(gòu)接觸碰撞動(dòng)力學(xué)研究[D]. 白爭(zhēng)鋒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):2957395
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