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(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng),其動(dòng)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(dòng)力學(xué)建模與計(jì)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(diǎn)坐標(biāo)方法（ANCF）在處理柔索大變形問題時(shí)具有較大優(yōu)勢,但現(xiàn)有絕對節(jié)點(diǎn)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?jiǎng)澐植缓侠聿粌H會(huì)影響計(jì)算精度,還會(huì)造成計(jì)算效率的損失。針對上述問題,本文基于絕對節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)方法開展柔索動(dòng)力學(xué)建模與自適應(yīng)計(jì)算研究,以提高柔索動(dòng)力學(xué)計(jì)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(diǎn)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(dòng)力學(xué)方程,給出數(shù)值求解算法,并對模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證,為柔索靜力學(xué)和動(dòng)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(xiàng),單元應(yīng)變存在相互耦合的問題,導(dǎo)致單元?jiǎng)偠却笥诶碚撝?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(jí)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(dòng)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(bào). 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(bào). 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)
[5]空間大型末端執(zhí)行器繩索捕獲動(dòng)力學(xué)建模與仿真[J]. 潘冬,張?jiān)?魏承,趙陽.  振動(dòng)與沖擊. 2015(01)
[6]獨(dú)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(bào). 2014(11)
[7]空間大型末端執(zhí)行器捕獲動(dòng)力學(xué)與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 潘冬,魏承,田浩,張?jiān)?趙陽.  宇航學(xué)報(bào). 2014(10)
[8]空間大型末端執(zhí)行器漂浮載荷捕獲仿真分析[J]. 豐飛,劉伊威,劉宏,蔡鶴皋.  機(jī)械傳動(dòng). 2014(03)
[9]空間大型末端執(zhí)行器柔性鋼絲繩的建模與捕獲動(dòng)力學(xué)[J]. 譚益松,劉伊威,劉宏,介黨陽,蔡鶴皋.  機(jī)器人. 2011(02)
[10]鋼絲繩股內(nèi)鋼絲的載荷分布[J]. 馬軍,葛世榮,張德坤.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2009(04)

博士論文
[1]空間柔性機(jī)械臂動(dòng)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(dòng)介質(zhì)的多體動(dòng)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(jì)與動(dòng)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(diǎn)坐標(biāo)方法的柔性多體系統(tǒng)動(dòng)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(jì)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(dòng)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(dòng)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(hào)：3083017