發(fā)布時(shí)間：2022-11-05 16:29

　　太陽能是當(dāng)前空間能源的主要形式。隨著深空探測(cè)需求的不斷提高,傳統(tǒng)空間能源已經(jīng)無法滿足要求。空間核動(dòng)力能源已經(jīng)憑借其能量密度大、功率高和不依賴環(huán)境等特點(diǎn)成為航天領(lǐng)域的研究熱門�？臻g堆在運(yùn)行過程中可能產(chǎn)生的高溫、核輻射等會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生干擾。空間核動(dòng)力飛行器通常利用桁架結(jié)構(gòu)使推進(jìn)系統(tǒng)與儀器艙保持安全距離。桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)量多、自由度數(shù)大,為實(shí)現(xiàn)對(duì)空間核動(dòng)力飛行器的精確建模,需要對(duì)桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確建模分析。本文以桁架式空間核動(dòng)力飛行器為研究對(duì)象,首先,考慮細(xì)長桁架結(jié)構(gòu)與細(xì)長連續(xù)梁相似的力學(xué)特性,基于等效梁理論對(duì)桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模,并提出結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)等效方法對(duì)其進(jìn)行修正,實(shí)現(xiàn)了將空間核動(dòng)力飛行器桁架結(jié)構(gòu)等效為各向異性連續(xù)梁。然后,根據(jù)空間核動(dòng)力飛行器桁架結(jié)構(gòu)的總體參數(shù),利用修正等效梁模型確定等效參數(shù),進(jìn)而完成等效梁的分析計(jì)算。將結(jié)果與傳統(tǒng)等效梁模型和基于有限元理論對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了等效梁理論的正確性和修正方法的有效性。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析了桁架各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其固有頻率的影響及等效梁模型的動(dòng)力響應(yīng)。最后,采用修正等效梁模型,并將空間核動(dòng)力飛行器簡化為“剛體-梁-剛體”的形式,基于Hami... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 非均勻結(jié)構(gòu)等效方法及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模方法及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 結(jié)構(gòu)位移的離散方法及應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 空間核動(dòng)力飛行器桁架結(jié)構(gòu)等效梁模型
    2.1 引言
    2.2 Timoshenko梁等效方法
        2.2.1 周期模塊的位移模式
        2.2.2 周期模塊的應(yīng)變能和動(dòng)能
        2.2.3 等效梁的應(yīng)變能和動(dòng)能
    2.3 對(duì)等效梁模型的修正
    2.4 本章小結(jié)
第3章 空間核動(dòng)力飛行器桁架結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析
    3.1 引言
    3.2 桁架結(jié)構(gòu)的等效梁模型
        3.2.1 桁架結(jié)構(gòu)等效梁模型參數(shù)確定
        3.2.2 等效梁的有限元離散
        3.2.3 基于有限單元法的靜力學(xué)分析
        3.2.4 基于有限單元法的模態(tài)分析
    3.3 基于有限單元法的桁架結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析
        3.3.1 節(jié)點(diǎn)及單元編號(hào)的合理排序
        3.3.2 梁單元及有限元法
    3.4 基于Abaqus的桁架結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析
        3.4.1 靜力學(xué)計(jì)算
        3.4.2 桁架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
    3.5 算例分析比較
        3.5.1 靜力學(xué)分析
        3.5.2 模態(tài)分析
    3.6 結(jié)構(gòu)特性對(duì)桁架結(jié)構(gòu)固有頻率影響
        3.6.1 桿件參數(shù)的影響
        3.6.2 周期模塊數(shù)量的影響
        3.6.3 移除斜桿交叉處焊點(diǎn)對(duì)固有頻率的影響
    3.7 等效梁動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析
        3.7.1 動(dòng)力學(xué)模型
        3.7.2 動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析
        3.7.3 頻率響應(yīng)分析
    3.8 本章小結(jié)
第4章 空間核動(dòng)力飛行器剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)特性分析
    4.1 引言
    4.2 剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)方程
    4.3 剛?cè)狁詈夏B(tài)
    4.4 柔性梁連續(xù)位移離散
        4.4.1 模態(tài)離散
        4.4.2 有限元離散
        4.4.3 基于離散模型的模態(tài)分析
    4.5 系統(tǒng)固有特性分析
    4.6 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]空間核動(dòng)力在深空探測(cè)中的應(yīng)用及發(fā)展綜述[J]. 朱安文,劉磊,馬世俊,李明.  深空探測(cè)學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]改進(jìn)EFG法用于旋轉(zhuǎn)梁的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)研究[J]. 謝丹,蹇開林.  振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2017(04)
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[6]大型網(wǎng)架式可展開空間結(jié)構(gòu)的非線性動(dòng)力學(xué)與控制[J]. 胡海巖,田強(qiáng),張偉,金棟平,胡更開,宋燕平.  力學(xué)進(jìn)展. 2013(04)
[7]索桿鉸接式伸展臂動(dòng)力學(xué)建模與分析[J]. 郭宏偉,劉榮強(qiáng),鄧宗全.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2011(09)
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博士論文
[1]大型空間結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)等效建模與振動(dòng)控制研究[D]. 劉福壽.南京航空航天大學(xué) 2015

碩士論文
[1]一類細(xì)長桁架式航天器動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 周際鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]大型環(huán)形桁架式可展開天線機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D]. 史創(chuàng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3702945