針對含分布式控制力矩陀螺的柔性體結(jié)構動力學建模問題,研究了結(jié)構和陀螺之間相互耦合對結(jié)構固有振動的影響。通過基于有限元離散的建模思路,獲得了含分布式控制力矩陀螺的結(jié)構動力學模型。對比模態(tài)疊加方法,提出原柔性體模態(tài)的概念。結(jié)果表明,分布控制力矩陀螺對結(jié)構固有振動產(chǎn)生了本質(zhì)的影響�；谠嵝泽w結(jié)構前幾階模態(tài)的模態(tài)疊加法,由于沒有計入結(jié)構和陀螺之間的耦合效應,所得到結(jié)構動力學降階模型具有較大誤差。 

【文章來源】：振動工程學報. 2020,33(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

陀螺柔性體結(jié)構模態(tài)

對比圖5和7可以發(fā)現(xiàn)，不同構型的陀螺耦合效應對結(jié)構固有特性影響不同。例如，Y向構型的陀螺耦合效應對結(jié)構原始1階、3階和5階固有振動沒有影響；Z向構型的陀螺耦合效應對結(jié)構原始2階和4階固有振動沒有影響。通常，陀螺耦合效應使結(jié)構固有頻率降低，特殊情況下局部頻率上升，因此可以通過合理的配置使結(jié)構達到期望的動力學特性。同樣地，給定轉(zhuǎn)子角動量15N·m·s，使用原柔性體模態(tài)疊加法，計算前4階Y和Z向構型陀螺柔性梁固有頻率，結(jié)果如表3和4所示�？梢�，計算誤差在5%以下所需原柔性體模態(tài)階數(shù)分別為37階和48階。實際應用中，模態(tài)疊加使用的模態(tài)階數(shù)一般不會超過10階，若所選模態(tài)序列為結(jié)構真實模態(tài)序列，選取前幾階即可準確描述相應的模態(tài)振動；若選取的模態(tài)序列為原柔性體模態(tài)，為得到足夠的精度，所需模態(tài)階數(shù)取決于耦合效應對結(jié)構固有特性的影響。若耦合效應對結(jié)構固有特性改變較小，較少階原柔性體模態(tài)疊加可以達到較高的精度，若耦合效應對結(jié)構真實模態(tài)改變較大，原柔性體模態(tài)疊加會造成很大的誤差。

同樣地，給定轉(zhuǎn)子角動量15N·m·s，使用原柔性體模態(tài)疊加法，計算前4階Y和Z向構型陀螺柔性梁固有頻率，結(jié)果如表3和4所示�？梢�，計算誤差在5%以下所需原柔性體模態(tài)階數(shù)分別為37階和48階。實際應用中，模態(tài)疊加使用的模態(tài)階數(shù)一般不會超過10階，若所選模態(tài)序列為結(jié)構真實模態(tài)序列，選取前幾階即可準確描述相應的模態(tài)振動；若選取的模態(tài)序列為原柔性體模態(tài)，為得到足夠的精度，所需模態(tài)階數(shù)取決于耦合效應對結(jié)構固有特性的影響。若耦合效應對結(jié)構固有特性改變較小，較少階原柔性體模態(tài)疊加可以達到較高的精度，若耦合效應對結(jié)構真實模態(tài)改變較大，原柔性體模態(tài)疊加會造成很大的誤差。4 結(jié)論

【參考文獻】：
期刊論文
[1]柔性航天器IPACS建模與動力學分析[J]. 張軍,徐世杰.  北京航空航天大學學報. 2006(04)



本文編號：3479933