柔索在空間中有著廣泛的應(yīng)用,具有重量輕、阻尼小等特征,容易受到外界環(huán)境的擾動而產(chǎn)生振動,其動力學(xué)特性對空間任務(wù)安全有效的執(zhí)行有著重要影響,因此對柔索高效高精度動力學(xué)建模與計算提出了迫切需求。相比有限段、集中質(zhì)量等傳統(tǒng)離散化建模方法,絕對節(jié)點坐標(biāo)方法（ANCF）在處理柔索大變形問題時具有較大優(yōu)勢,但現(xiàn)有絕對節(jié)點坐標(biāo)柔索單元存在應(yīng)變耦合問題,且沒有充分考慮柔索內(nèi)部的非線性力學(xué)特性,另外,柔索模型精度除了與單元自身精度有關(guān),還與單元的分布情況有關(guān),單元劃分不合理不僅會影響計算精度,還會造成計算效率的損失。針對上述問題,本文基于絕對節(jié)點坐標(biāo)方法開展柔索動力學(xué)建模與自適應(yīng)計算研究,以提高柔索動力學(xué)計算精度和效率�；谶B續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論,推導(dǎo)了三維二節(jié)點ANCF柔索單元模型,給出了柔索單元質(zhì)量矩陣、剛度矩陣、阻尼矩陣、廣義力及其雅克比矩陣的具體表達(dá)式,在此基礎(chǔ)上建立柔索系統(tǒng)動力學(xué)方程,給出數(shù)值求解算法,并對模型進(jìn)行仿真驗證,為柔索靜力學(xué)和動力學(xué)分析奠定理論基礎(chǔ)。對ANCF柔索單元的應(yīng)變進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)由于軸向應(yīng)變和彎曲應(yīng)變存在相同的依賴項,單元應(yīng)變存在相互耦合的問題,導(dǎo)致單元剛度大于理論值,從而影響模... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

空間機(jī)械臂及其捕獲機(jī)構(gòu)Fig.1–1Spacemanipulatoranditscapturingmechanism

電帆概念圖

空間繩網(wǎng)示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多股纖維繩芯鋼絲繩應(yīng)力及變形分布研究[J]. 張敏,寇子明.  煤炭技術(shù). 2016(01)
[2]空間繩網(wǎng)系統(tǒng)展開動力學(xué)特性分析[J]. 劉海濤,張青斌,楊樂平,朱彥偉.  國防科技大學(xué)學(xué)報. 2015(03)
[3]彎曲鋼絲繩股內(nèi)鋼絲應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值模擬[J]. 吳娟,寇子明,劉玉輝,吳國雄.  煤炭學(xué)報. 2015(06)
[4]Numerical simulation of deepwater deployment for offshore structures with deploying cables[J]. 胡小舟,劉少軍.  Journal of Central South University. 2015(03)
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[6]獨立鋼絲繩芯鋼絲繩應(yīng)力及變形分布[J]. 吳娟,寇子明,劉玉輝,吳國雄.  煤炭學(xué)報. 2014(11)
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博士論文
[1]空間柔性機(jī)械臂動力學(xué)建模分析及在軌抓捕控制[D]. 潘冬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]一維移動介質(zhì)的多體動力學(xué)建模方法研究[D]. 洪迪峰.清華大學(xué) 2011
[3]空間繩網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計與動力學(xué)研究[D]. 陳欽.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[4]基于絕對節(jié)點坐標(biāo)方法的柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)研究與應(yīng)用[D]. 田強(qiáng).華中科技大學(xué) 2009

碩士論文
[1]大變形柔性多體系統(tǒng)高效數(shù)值計算方法研究[D]. 過佳雯.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]空間繩網(wǎng)捕獲過程碰撞動力學(xué)研究[D]. 張江.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]UHMWPE纖維繩索的編織工藝和力學(xué)性能研究[D]. 周魯豫.青島大學(xué) 2013
[4]柔性機(jī)器人碰撞動力學(xué)的連續(xù)法建模及其分析[D]. 李寶玉.南京理工大學(xué) 2008



本文編號：3083017