本文關(guān)鍵詞：柔性臂桿在重力補償條件及失重環(huán)境下的振動模態(tài)差異分析

  更多相關(guān)文章： 頻率 零重力模擬 分布參數(shù)模型 振動 重力補償試驗

【摘要】：空間站任務(wù)需要全面的工程研究,在此之后才可以進入空間執(zhí)行載人任務(wù)。由于整個系統(tǒng)的動態(tài)性能無法在地球上測試,因此使用計算機模型作為工程工具來預(yù)測在空間會發(fā)生什么。這項工作的目的是改進零重力環(huán)境下細(xì)長梁一階固有頻率的數(shù)學(xué)模型,它可以幫助工程師了解空間中的梁的受力性能。研究對象為一4米長細(xì)長梁,一端固定在地面,另一端有一個質(zhì)量塊。研究內(nèi)容包括:1)零重力環(huán)境下的空間臂的建模使用分布參數(shù)模型。一端固定的4米長的細(xì)長梁應(yīng)建立成自由模型,這樣我們可以分析其振動。2)在重力補償環(huán)境下的空間臂的元建模采用分布參數(shù)模型。4米長細(xì)長梁的一端固定在地上,并有一個額外的重力補償項作為約束。這些因素在建模中應(yīng)視為約束。3)比較1)和2)中的模型,分析在外部沖擊下自由響應(yīng)之間的差異,尤其是在自然頻率附近的自由響應(yīng)。4)建立軟件模型和驗證1)、2)和3)中的分析。理論模型描述了細(xì)長梁的一階固有頻率。束發(fā)展的主要問題是:確定控制微分方程,從控制方程得到的本征函數(shù)。這些問題都適用于歐拉-伯努利方程和能量轉(zhuǎn)移理論。動梁分析的主要技術(shù)可分為連續(xù)和離散方法。動態(tài)梁分析最流行的離散方法是有限元法(FEM)。FEM(有限元法)是用來模擬細(xì)長梁在試驗時間的行為。使用華碩Workbench軟件進行正常模式分析技術(shù)用來模擬動力學(xué)振動梁的行為。這項工作幫助尋找新的數(shù)學(xué)模型來計算細(xì)長梁的一階固有頻率。該模型將有助于促進重力補償試驗以及空間中的梁的振動分析。使用Maple11和ANSYS 14.5軟件包計算重力補償試驗和零重力環(huán)境中的位移計算和細(xì)長梁的一階固有頻率計算。
【關(guān)鍵詞】：頻率 零重力模擬 分布參數(shù)模型 振動 重力補償試驗
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V414
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• Chapter 1 Introduction9-25
• 1.1 Purpose and Significance of the Study10-11
• 1.1.1 Research of Mathematics Model10
• 1.1.2 Simulation in ANSYS and Maple10-11
• 1.1.3 Significance of the Study11
• 1.2 Background and Status11-17
• 1.2.1 Background and Status of Vibration of Cantilever Beam11-13
• 1.2.2 Background of Weight and Weightlessness13
• 1.2.3 Mass and Mass Measurement13-14
• 1.2.4 Shuttle Remote Manipulation System (SRMS)14-16
• 1.2.5 Shuttle Remote Manipulation System (SRMS) from Harbin Institute of Technology16-17
• 1.3 Finite Element Method17-20
• 1.3.1 Modal Analysis18-20
• 1.4 Transverse Vibration Of Euler Beam20-23
• 1.5 Problem Statement23
• 1.6 Methodology23-24
• 1.7 Study Contents24-25
• Chapter 2 Analytical Model of Vibration25-33
• 2.1 Modern Method25-28
• 2.2 The acceleration of gravity28-32
• 2.3 Summary32-33
• Chapter 3 Vibration analysis using Maple 1133-41
• 3.1 Solution of Vibration33-40
• 3.1.1 Boundary Conditions and Initial Conditions33-34
• 3.1.2 Beam and Material Parameters34
• 3.1.3 Solution34-35
• 3.1.4 Results and Discussions35-40
• 3.2 Summary40-41
• Chapter 4 Vibration analysis of slender beam using ANSYS41-52
• 4.1 Simulation Vibration of a slender Beam Based on Ground41-46
• 4.1.1 Simulation Procedure41
• 4.1.2 Model (Geometry)41-42
• 4.1.3 Mesh42
• 4.1.4 Static Structural42
• 4.1.5 Results and Discussions42-46
• 4.2 Simulation Vibration of a slender Beam on Gravity Compensation Test46-51
• 4.2.1 Simulation Procedure46
• 4.2.2 Model (Geometry)46-47
• 4.2.3 Mesh47
• 4.2.4 Static Structural47-48
• 4.2.5 Results and Discussions48-51
• 4.3 Summary51-52
• Conclusion52-53
• References53-62
• Acknowledgement62-63
• Curriculum vitae63-64
• Appendix A64-79

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本文編號：975186