由于空間環(huán)境極端溫度的影響,曾造成哈勃望遠鏡等航天器的可展帆板機構失效,因此研究極端溫度對可展帆板展開過程的影響,有著重要的工程價值。本文以自主研發(fā)的月球車含間隙重復可展帆板為研究對象,通過分析月表溫度對其展開過程的動力學性能、展開可靠性的影響,為帆板的可展機構優(yōu)化設計、可靠展開的最優(yōu)溫度范圍提供了理論基礎。本文主要研究內容如下:首先,分析月表極端溫度對可展帆板材料和鉸鏈結構的影響。綜合考慮月表極端溫度對帆板基板材料彈性模量、泊松比的影響,使用有限元理論及彈性薄壁圓環(huán)理論,分別針對含滑動軸承、滾動軸承兩類鉸鏈結構,計算了月表溫度對鉸鏈間隙量的影響。其次,建立月表極端溫度下的可展帆板動力學模型。構建含滾動軸承、滑動軸承的兩類鉸鏈結構間隙模型,基于運動彈性動力學建模方法,結合極端溫度對帆板材料和鉸鏈結構的影響,建立月表極端溫度下兩類鉸鏈結構的可展帆板間隙-柔性耦合動力學模型。第三,運用數值方法分析月表極端溫度對可展帆板的動態(tài)特性的影響。使用四階變步長倫哥庫塔法和newmark-β法進行數值計算,針對兩類鉸鏈結構分別分析月表極端溫度對可展帆板的動態(tài)特性評價,找出動態(tài)特性優(yōu)良的鉸鏈結構;使用準...

【文章頁數】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 含間隙多體多體系統(tǒng)動力學研究現狀
        1.2.2 溫度對可展帆板動態(tài)響應的影響研究現狀
        1.2.3 機構可靠性分析研究現狀
    1.3 本文主要研究內容
第2章 極端溫度對帆板材料和鉸鏈的影響
    2.1 引言
    2.2 月表溫度對帆板機械性能的影響
    2.3 月表溫度對鉸鏈的影響
        2.3.1 月表溫度對含滾動軸承鉸鏈的影響
        2.3.2 月表溫度下含滑動軸承鉸鏈的影響
    2.4 本章小結
第3章 極端溫度下的可展帆板動力學模型
    3.1 引言
    3.2 月表溫度下鉸鏈間隙簡化模型
        3.2.1 月表溫度下含滾動軸承鉸鏈的間隙模型
        3.2.2 月表溫度下含滑動軸承鉸鏈間隙模型
    3.3 月表溫度下含間隙柔性可重復折展帆板的動力學模型
        3.3.1 月球車可重復展開帆板物理描述
        3.3.2 帆板等效模型
        3.3.3 含間隙剛性可展帆板動力學模型
        3.3.4 可展帆板柔性化
        3.3.5 月表溫度下間隙-柔性耦合的可展帆板動力學模型
    3.4 本章小結
第4章 極端溫度下可展帆板動態(tài)特性及固有頻率分析
    4.1 引言
    4.2 求解動力學模型
    4.3 動力學模型求解結果分析
        4.3.1 月表溫度對含滾動軸承鉸的動力學性能影響
        4.3.2 月表溫度對含滑動軸承鉸的動力學性能影響
        4.3.3 月表溫度下不同鉸鏈的動力學性能對比分析
    4.4 不同溫度下可展帆板展開過程模態(tài)分析
        4.4.1 準靜態(tài)法分析展開過程
        4.4.2 有限元簡化模型
        4.4.3 有限元模型數值求解與結果分析
    4.5 本章小結
第5章 極端溫度下可展帆板的展開可靠性分析
    5.1 引言
    5.2 可展帆板的末端位移可靠性模型
        5.2.1 可展帆板末端位移的極限函數
        5.2.2 理想可展帆板末端的期望
        5.2.3 非理想可展帆板末端位移誤差的期望、方差
        5.2.4 可展帆板末端可靠性的計算和計算流程
    5.3 算例分析
        5.3.1 系統(tǒng)輸入隨機變量設置
        5.3.2 計算結果分析
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士期間承擔的科研任務與主要研究成果
致謝



本文編號：3755486