本文關鍵詞：月球車含隙鉸可展帆板動力學特性研究

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【摘要】：隨著深空探測開展與太空資源開發(fā)的快速推進,航空航天機械系統(tǒng)對機構運動精準性、穩(wěn)定性、可靠性要求也不斷提高,但工程實際中無法規(guī)避鉸間隙對機構動力學特性的影響,因此含間隙鉸機構動力學特性研究成為人們要解決的關鍵問題之一。本文旨在通過研究不同工況參數下月球車含間隙鉸可展帆板展開過程動力學特性,提出工況參數調整方式及范圍以減弱鉸間隙引起的不良效應,為帆板樣機鉸結構優(yōu)化設計、加工及其后續(xù)試驗控制研究提供理論指導,具有一定的理論研究意義和工程實用價值。本文主要研究內容如下:首先,建立月球車含間隙鉸可展帆板動力學模型。針對月球車可展帆板低速往復擺動的工作特性,建立間隙鉸結構模型以合理描述機構運動中間隙鉸處實際接觸碰撞過程,并以狀態(tài)轉變判別方程為依據,將間隙鉸模型嵌入理想機構模型中,進而建立了月球車含間隙鉸可展帆板的動力學模型。其次,解析間隙對帆板展開過程動力學特性的影響。根據MATLAB數值仿真結果,定性分析間隙半徑、間隙數目、間隙位置、重力環(huán)境、驅動速度、摩擦系數等不同工況參數對機構運動姿態(tài)、鉸碰撞力和驅動力矩等動力學特性的影響,基于無量綱幅值影響指標,進一步定量分析不同工況下含間隙鉸機構的動力學特性,在此基礎之上,提出了工況參數調整方式及范圍,對樣機鉸結構的優(yōu)化設計予以指導。在ADAMS軟件中建立仿真模型,對比分析其動力學特性,印證動力學模型和數值分析的正確性。最后,初步辨識月球車含間隙鉸可展帆板動力學行為的混沌現象。結合含間隙鉸機構動力學方程的數值解繪制可展帆板的Poincare映射圖,初步判斷機構的混沌運動狀態(tài),并分析不同工況參數對機構混沌運動的影響。
【關鍵詞】：月球車可展帆板 雙間隙 動力學特性 混沌
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V476.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 課題來源11
• 1.2 課題研究背景和意義11-13
• 1.3 國內外研究現狀13-18
• 1.3.1 多體系統(tǒng)動力學研究現狀13-14
• 1.3.2 含間隙鉸多體系統(tǒng)動力學研究現狀14-16
• 1.3.3 含間隙鉸機構動力學試驗研究現狀16-18
• 1.3.4 混沌學理論研究及其應用現狀18
• 1.4 本文主要研究內容18-20
• 第2章 月球車含間隙鉸可展帆板動力學建模20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 機構簡介20-21
• 2.3 間隙鉸結構建模21-25
• 2.3.1 間隙鉸結構數學模型的建立22-23
• 2.3.2 間隙鉸結構接觸力模型的建立23-25
• 2.3.3 狀態(tài)轉變判別方程的建立25
• 2.4 含單間隙鉸機構動力學建模25-28
• 2.4.1 機構姿態(tài)運動分析26-27
• 2.4.2 機構動力學方程的建立27-28
• 2.5 含雙間隙鉸機構動力學建模28-30
• 2.5.1 機構運動姿態(tài)分析28-30
• 2.5.2 機構動力學方程的建立30
• 2.6 本章小結30-32
• 第3章 月球車含間隙鉸可展帆板動力學數值仿真32-57
• 3.1 引言32
• 3.2 含間隙鉸機構動力學特性分析32-34
• 3.3 含間隙鉸機構動力學特性影響因素分析34-52
• 3.3.1 間隙半徑對機構動力學特性影響35-39
• 3.3.2 間隙位置對機構動力學特性影響39-41
• 3.3.3 重力環(huán)境對機構動力學特性影響41-45
• 3.3.4 驅動速度對機構動力學特性影響45-49
• 3.3.5 摩擦系數對機構動力學特性影響49-52
• 3.4 含間隙鉸機構動力學特性定量分析52-55
• 3.4.1 無量綱幅值影響指標的定義52-53
• 3.4.2 定量分析結果53-55
• 3.5 本章小結55-57
• 第4章 月球車含間隙鉸可展帆板ADAMS動力學仿真57-71
• 4.1 引言57
• 4.2 含間隙鉸機構仿真模型的建立57-60
• 4.2.1 間隙鉸結構模型的建立58-60
• 4.2.2 求解方法與參數設置60
• 4.3 含單間隙鉸機構ADAMS動力學仿真60-67
• 4.3.1 機構動力學特性驗證分析61-63
• 4.3.2 機構動力學特性影響因素驗證分析63-67
• 4.4 含雙間隙鉸機構ADAMS動力學仿真67-70
• 4.4.1 不同間隙位置時機構動力學特性對比分析67-68
• 4.4.2 不同間隙數目時機構動力學特性對比分析68-70
• 4.5 本章小結70-71
• 第5章 月球車含間隙鉸可展帆板混沌現象辨識71-82
• 5.1 引言71
• 5.2 混沌學基本理論概況71-75
• 5.2.1 混沌運動的定義71-72
• 5.2.2 混沌運動的基本特征72-73
• 5.2.3 混沌現象的辨識方法73-75
• 5.3 含間隙鉸機構的Poincare映射75-77
• 5.4 含間隙鉸機構混沌運動的參數影響分析77-81
• 5.4.1 不同驅動速度時機構的Poincare映射77-78
• 5.4.2 不同間隙半徑時機構的Poincare映射78-79
• 5.4.3 不同重力環(huán)境時機構的Poincare映射79-81
• 5.5 本章小結81-82
• 結論82-84
• 參考文獻84-90
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果90-91
• 致謝91

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本文編號：771858