航天器发动机推力支架桁架结构的有限元分析与优化设计 被引量：10

1

作者 彭超义 曾竟成 +2 位作者 肖加余 杜刚 杨孚标 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期21-24,38,共5页

对某航天器上的推力支架结构和承载状态进行了分析 ,设计了一系列桁架结构 ,以碳纤维 /环氧复合材料管件作为桁架结构的组成构件 ,采用有限元分析软件Ansys7.0对桁架结构的尺寸进行了优化 ,并优选出桁架质量和载荷相同条件下承载性能最... 对某航天器上的推力支架结构和承载状态进行了分析 ,设计了一系列桁架结构 ,以碳纤维 /环氧复合材料管件作为桁架结构的组成构件 ,采用有限元分析软件Ansys7.0对桁架结构的尺寸进行了优化 ,并优选出桁架质量和载荷相同条件下承载性能最好的桁架结构形式。 展开更多

关键词 航天器 发动机 推力支架 桁架结构 有限元分析 优化设计

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环形桁架结构动力分析的等效力学模型 被引量：14

2

作者 刘福寿 金栋平 陈辉 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期516-521,共6页

针对大型空间环形天线桁架结构的周期特征,提出基于等效梁模型的动特性分析方法。首先,基于给定的周期单元运动学假设,将周期单元上任一点的位移采用单元中心的位移和应变来表示。然后,根据相同位移下周期单元和等效梁应有相同应变能和... 针对大型空间环形天线桁架结构的周期特征,提出基于等效梁模型的动特性分析方法。首先,基于给定的周期单元运动学假设,将周期单元上任一点的位移采用单元中心的位移和应变来表示。然后,根据相同位移下周期单元和等效梁应有相同应变能和动能,给出了等效梁模型刚度和质量参数关于周期单元几何和材料特性参数的解析表达式。最后,通过对原环形桁架结构与等效梁模型固有振动特性的对比分析,验证了等效方法的精度和准确性。 展开更多

关键词 环形桁架 周期性 等效梁模型 固有振动

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地球同步轨道卫星群在轨加注任务规划 被引量：27

3

作者 欧阳琦 姚雯 陈小前 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2629-2634,共6页

以地球同步轨道卫星群为研究对象,开展"多对多"在轨加注任务规划问题研究。首先建立了任务规划的数学模型,该任务规划属于多目标规划问题,求解过程中需要解决TSP问题。其次,给出了该规划问题的求解方法及流程,采用遗传算法进... 以地球同步轨道卫星群为研究对象,开展"多对多"在轨加注任务规划问题研究。首先建立了任务规划的数学模型,该任务规划属于多目标规划问题,求解过程中需要解决TSP问题。其次,给出了该规划问题的求解方法及流程,采用遗传算法进行求解并设计了相应的遗传算子。最后,选取了14颗地球同步轨道卫星作为目标星进行求解,并在小角度近似条件下对计算结果进行了分析,计算结果验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 在轨加注 多目标规划 遗传算法

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盘绕式伸展臂展开模式的力学原理 被引量：8

4

作者 韩建斌 王新升 马海波 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1168-1173,共6页

盘绕式伸展臂是一种空间伸展臂,可用于太阳电池阵、太阳帆、探测臂等空间伸展机构.它有2种展开模式:逐层展开和螺旋展开.以三角形横框铰接盘绕式伸展臂为对象,分析了以逐层展开模式伸展的原理.首先,由于斜拉索不可伸长,导致横杆在伸展... 盘绕式伸展臂是一种空间伸展臂,可用于太阳电池阵、太阳帆、探测臂等空间伸展机构.它有2种展开模式:逐层展开和螺旋展开.以三角形横框铰接盘绕式伸展臂为对象,分析了以逐层展开模式伸展的原理.首先,由于斜拉索不可伸长,导致横杆在伸展臂变形过程中会发生弯曲,并有一个最大弯曲形态.通过在MSC.ADAMS中建立盘绕式伸展臂模型进行仿真计算,可以得到横杆刚度对伸展臂展开过程的影响.以此工作为基础,提出判据:纵杆对第2层横杆的压缩能力和横杆的抗弯能力决定了伸展臂的展开模式,利用相关仿真模型,对这一结论进行了验证.最后,用弹性细杆的Kirchhoff动力学研究了纵杆变形,得到了伸展臂构型参数和展开模式之间的规律.该结果可以作为盘绕式伸展臂设计阶段的参考. 展开更多

关键词 盘绕式伸展臂 展开模式 逐层展开

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环形桁架结构径向振动的等效圆环模型 被引量：10

5

作者 刘福寿 金栋平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1184-1191,共8页

在大型环形网架式可展天线中,环形桁架结构的动力学性能对于整个天线的工作状态至关重要.针对大型空间桁架结构,基于连续体等效的思想,将其动力学模型简化为简单的弹性连续体模型一直是动力学研究的热点.将环形桁架结构看作由重复的平... 在大型环形网架式可展天线中,环形桁架结构的动力学性能对于整个天线的工作状态至关重要.针对大型空间桁架结构,基于连续体等效的思想,将其动力学模型简化为简单的弹性连续体模型一直是动力学研究的热点.将环形桁架结构看作由重复的平面桁架单元构成的环形周期结构,在周期桁架单元等效梁模型的基础上,提出采用不计剪切变形和转动惯量的等效圆环模型分析环形桁架结构的径向振动,并对等效圆环模型的偏微分运动方程进行了解析求解.首先通过变量代换将描述圆环径向振动的四阶偏微分方程组降阶为一阶偏微分方程组,然后通过对降阶后的偏微分方程组进行Laplace变换将其转化为常微分方程组,并采用微分方程组的Green函数解法,获得了等效圆环模型在复频域下动力响应的解析表达式,进而得到等效圆环模型固有振动的特征方程及传递函数的表达式.最后通过数值算例对环形桁架有限元模型与等效圆环模型的固有频率和振型以及传递函数进行了对比分析,验证了等效圆环模型用于环形桁架结构径向振动分析的可行性. 展开更多

关键词 环形桁架结构 等效圆环模型 拉普拉斯变换 传递函数 固有振动

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考虑斜拉索松弛的盘绕式伸展臂振动模型 被引量：4

6

作者 韩建斌 黄海 马海波 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期970-977,共8页

盘绕式伸展臂展开后,由于预紧力的作用,横杆被压缩至弯曲状态,同时斜拉索张紧.振动幅度较大时,斜拉索会松弛.以建立一种可以描述上述情况下盘绕式伸展臂基频特性的模型为目的,针对弯曲横杆及可松弛斜拉索做了如下处理,用较小的弹性模量... 盘绕式伸展臂展开后,由于预紧力的作用,横杆被压缩至弯曲状态,同时斜拉索张紧.振动幅度较大时,斜拉索会松弛.以建立一种可以描述上述情况下盘绕式伸展臂基频特性的模型为目的,针对弯曲横杆及可松弛斜拉索做了如下处理,用较小的弹性模量及相应的预应变来模拟横杆受压弯曲后刚度较小,并具有预应力的特点;用一根可拉压杆模拟两根交替松弛的斜拉索.按照上述思想将松弛前后的盘绕式伸展臂作为两种结构,分别在Ansys中建立模型,计算得到这两种结构的基频.之后将伸展臂等效为满足分段线性刚度特性的连续梁模型,其分段刚度对应斜拉索松弛前后两种结构.结合有限元模型得到的斜拉索松弛判据,建立振幅较大时盘绕式伸展臂的振动方程.使用等价线性化方法,得到盘绕式伸展臂等效频率随端部振幅的变化关系,并用Ansys的瞬态分析对上述等效频率结果进行了仿真验证.上述模型及结果可以作为盘绕式伸展臂的设计指导及振动控制的理论基础. 展开更多

关键词 盘绕式伸展臂 斜拉索 松弛 分段线性 基频

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大型空间柔性桁架结构等效建模与动力学分析 被引量：6

7

作者 刘梅 曹登庆 +1 位作者 黄庭轩 孙禄君 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期69-75,共7页

大型空间柔性桁架结构具有周期性、大柔度、构型复杂等特点,其等效建模是进行振动控制器设计的关键性技术之一。基于能量等效原理和经典Timoshenko梁理论,对刚性连接的大型空间柔性正三棱柱桁架结构进行了等效建模与动力学分析,采用Tay... 大型空间柔性桁架结构具有周期性、大柔度、构型复杂等特点,其等效建模是进行振动控制器设计的关键性技术之一。基于能量等效原理和经典Timoshenko梁理论,对刚性连接的大型空间柔性正三棱柱桁架结构进行了等效建模与动力学分析,采用Taylor展开方法推导了等效梁模型的刚度和质量表达式,对比分析桁架结构与等效梁模型的固有振动特性,二者吻合较好。数值结果表明了等效方法的有效性且等效梁模型具有较高的精度。 展开更多

关键词 大型空间柔性桁架结构 周期性 能量等效原理 等效梁模型 固有振动特性

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框架结构模态分析的行波方法 被引量：3

8

作者 朱桂东 郑钢铁 邵成勋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期1-6,共6页

基于空间框架结构的行波动力学模型， 给出获取结构模态参数的一个新方法。将由一维波导组装成的框架结构的振动作为弹性波研究， 弹性波在波导上传播， 在结点处反射和散射。结构的模态特性在结构呈自由振动状态时得以体现， 据此建立... 基于空间框架结构的行波动力学模型， 给出获取结构模态参数的一个新方法。将由一维波导组装成的框架结构的振动作为弹性波研究， 弹性波在波导上传播， 在结点处反射和散射。结构的模态特性在结构呈自由振动状态时得以体现， 据此建立一个关于结构内行波的特征值问题， 并由此求得结构的固有频率及振型。 展开更多

关键词 框架结构 模态分析 行波法 空间结构

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含非线性刚度节点的可展桁架结构动力学分析

9

作者 董广盛 张静 +2 位作者 吴娟 寇子明 史创 《机电工程》 北大核心 2025年第4期735-745,共11页

针对可展桁架结构的稳定性,以及在精度分析中难以体现节点的非线性刚度特性影响的问题,提出了一种基于非线性刚度连接的简单建模方法,以四单元结构测试件(STA)空间伸展臂为例,研究了不同非线性刚度特性对结构动力学特性的影响。首先,使... 针对可展桁架结构的稳定性,以及在精度分析中难以体现节点的非线性刚度特性影响的问题,提出了一种基于非线性刚度连接的简单建模方法,以四单元结构测试件(STA)空间伸展臂为例,研究了不同非线性刚度特性对结构动力学特性的影响。首先,使用增量割线刚度法线性化简化了非线性刚度特性曲线;然后,将多个模拟节点不同自由度上的非线性刚度特性Combin39弹簧单元组成了一个新的单元,并将简化后的非线性刚度特性输入到对应的弹簧单元中;最后,把组建的新单元添加到梁单元的末端,完成了对含非线性刚度节点梁单元的建模,验证了该建模方法的正确性;使用该方法研究了不同因素引起的非线性刚度特性对STA伸展臂固有频率的影响。研究结果表明:使用该建模方法得到的动力学分析结果与相关研究结果具有高度一致性;在回滞特性分析中,激振力的增加使结构的固有频率从2.341 Hz降低到2.232 Hz;而在三次弹簧特性研究中,激振力增加使结构固有频率从2.416 Hz增加到2.464 Hz。因此,不同刚度特性下的激振力对结构固有频率的影响趋势可能不同;各种刚度特性下,不同阶段刚度的增加均会引起整体刚度的增加,最终导致结构响应频率增加。该节点建模方法能够灵活处理各种刚度特性曲线,并且在面对不同形式的连接时表现出较高的通用性。 展开更多

关键词 非线性刚度特性 空间伸展臂 半刚性连接 节点建模方法 四单元结构测试件 动力学分析 固有频率

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某塔架摆杆系统水平杆动力学建模与分析 被引量：1

10

作者 孙中兴 唐力伟 周杰 《机械设计》 CSCD 北大核心 2015年第3期90-94,共5页

综合运用刚度等效原理、质量等效原理等思想将水平杆处理成等效连续介质模型。在该模型的基础上运用有限段离散时间传递矩阵法对水平杆进行动力学计算,计算结果与试验结果基本吻合,验证了等效模型的实用性和有限段离散时间传递矩阵法在... 综合运用刚度等效原理、质量等效原理等思想将水平杆处理成等效连续介质模型。在该模型的基础上运用有限段离散时间传递矩阵法对水平杆进行动力学计算,计算结果与试验结果基本吻合,验证了等效模型的实用性和有限段离散时间传递矩阵法在水平杆动力学分析中的可行性。 展开更多

关键词 连续介质模型 有限段离散时间传递矩阵法 试验

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铺层-模压法碳/环氧桁架接头的成型工艺研究 被引量：4

11

作者 杨红娜 《航天返回与遥感》 2003年第4期44-48,共5页

文章对铺层-模压法制作复合材料桁架接头的成型工艺进行了介绍,重点研究了如何采用结构单元法对铺层工艺参数进行设计,同时对采用此工艺研制的接头本体的力学性能进行了测试,并对接头研制过程中存在的问题及解决办法进行了阐述。

关键词 铺层-模压法 复合材料 桁架接头 成型工艺 铺层工艺 力学性能 航天结构

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空间桁架结构等效连续体建模及固有特性分析 被引量：3

12

作者 曹东兴 秦源 +2 位作者 孙杰 朱东方 胡文华 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期282-293,共12页

针对空间桁架天线的结构特点,基于能量等效原理分别建立了不带底板和带底板的空间桁架结构的等效梁连续体模型。将胞元横截面上任意点的位移用横截面中心处的位移分量线性表示,求得胞元的应变能和动能;基于能量等效原理利用哈密顿原理... 针对空间桁架天线的结构特点,基于能量等效原理分别建立了不带底板和带底板的空间桁架结构的等效梁连续体模型。将胞元横截面上任意点的位移用横截面中心处的位移分量线性表示,求得胞元的应变能和动能;基于能量等效原理利用哈密顿原理建立桁架天线结构的等效连续体动力学方程,求解得到等效连续体模型的固有频率和振型表达式;利用有限元方法对桁架结构进行仿真分析,并将仿真结果与等效连续体模型计算结果进行对比分析。结果表明,等效模型结果具有较好的精度,从而验证了等效连续体梁模型的正确性。研究结果可为大型空间可展桁架结构的动力学设计提供论支撑。 展开更多

关键词 空间桁架 等效连续体模型 能量等效 固有振动

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某塔架摆杆系统喘行问题的故障分析与诊断 被引量：1

13

作者 唐力伟 孙中兴 周杰 《中国工程机械学报》 2013年第5期437-440,450,共5页

针对某兵器发射塔架摆杆系统运行过程中存在的速度不均(喘行)现象进行故障诊断.首先建立摆杆系统的等效动力学模型,并运用准静态法对该模型进行动力学分析,根据所得动力学方程探究了该摆杆系统的动态特性.结合系统动态特性,通过试验分... 针对某兵器发射塔架摆杆系统运行过程中存在的速度不均(喘行)现象进行故障诊断.首先建立摆杆系统的等效动力学模型,并运用准静态法对该模型进行动力学分析,根据所得动力学方程探究了该摆杆系统的动态特性.结合系统动态特性,通过试验分析并验证了造成喘行现象的故障原因,指出了故障的排除方法. 展开更多

关键词 喘行现象 故障诊断 动力学模型 准静态法 动态特性 试验

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空间飞行器杆系结构金属接头的有限元分析

14

作者 文献民 孔宪仁 +1 位作者 王本利 马兴瑞 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期63-66,共4页

讨论了复合材料杆系结构中金属接头几何造型特点，以图形软件为基础，从数据库中提取相贯曲线及其参数，最终形成金属接头的有限元模型． 根据其所受载荷特点，进行了有限元分析，解决了某空间飞行器支架结构复合材料杆系金属接头的强... 讨论了复合材料杆系结构中金属接头几何造型特点，以图形软件为基础，从数据库中提取相贯曲线及其参数，最终形成金属接头的有限元模型． 根据其所受载荷特点，进行了有限元分析，解决了某空间飞行器支架结构复合材料杆系金属接头的强度和变形的计算问题． 实践证明，该建模方法简捷、准确，用户只需要修改若干基本参数，便可以直接生成复杂的金属接头结构的有限元模型，为金属接头的优化设计奠定了基础． 展开更多

关键词 金属接头 有限元分析 空间飞行器 杆系结构

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直梁式回转桁架结构的振动分析与试验

15

作者 孙中兴 唐力伟 +2 位作者 王志凇 周杰 赵志宁 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第3期326-331,共6页

以某兵器发射塔架摆杆系统中的水平杆为研究背景进行直梁式回转桁架结构的相关研究。首先利用刚度等效原理和质量等效原理将该桁架结构简化为绕定轴转动的连续的简单悬臂梁模型,继而通过假定模态法,数值分析等方式导出考虑结构阻尼时该... 以某兵器发射塔架摆杆系统中的水平杆为研究背景进行直梁式回转桁架结构的相关研究。首先利用刚度等效原理和质量等效原理将该桁架结构简化为绕定轴转动的连续的简单悬臂梁模型,继而通过假定模态法,数值分析等方式导出考虑结构阻尼时该结构的振动微分方程。将通过该方法所得的结果与试验结果进行了比较,结果表明运用本文的方法进行桁架结构的振动分析可取得较好的效果。 展开更多

关键词 桁架结构 刚度等效原理 质量等效原理 连续化 结构阻尼 振动微分方程

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智能桁架结构的最佳形状分析

16

作者 张晓友 齐乃明 金永德 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期76-79,共4页

以四主动元的平面拓架结构为对象进行了强度分析，给出了在不同方向载荷作用下的最佳强度曲线和最佳结构形状，为设计最佳的行架结构提供了理论基础．

关键词 智能桁架结构 最佳结构形状 桁架结构 航天器

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某塔架摆杆系统水平杆建模理论与试验验证

17

作者 孙中兴 唐力伟 +2 位作者 王志松 周杰 孙军 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第16期4591-4596,共6页

综合运用刚度等效原理、质量等效原理、集中参量等思想将水平杆处理为由阶梯梁、集中质量、无质量曲梁结构按一定顺序相互固结而成的等效连续介质模型。在该模型的基础上运用多体系统传递矩阵法对摆杆系统进行自振特性的相关计算。计算... 综合运用刚度等效原理、质量等效原理、集中参量等思想将水平杆处理为由阶梯梁、集中质量、无质量曲梁结构按一定顺序相互固结而成的等效连续介质模型。在该模型的基础上运用多体系统传递矩阵法对摆杆系统进行自振特性的相关计算。计算结果与试验结果基本吻合,验证了等效模型的适用性和自振特性算法的正确性。 展开更多

关键词 连续介质模型 传递矩阵法 自振特性 试验

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基于剪式线性阵列可展结构对称性的动力学分析方法研究 被引量：5

18

作者 李博 王三民 +1 位作者 袁茹 智常建 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期665-671,共7页

为了研究剪式线性对称阵列可展结构的动力学特性,基于杆系能量泛函,建立剪式单元的等效质量矩阵,继而组装得到剪式可展结构的等效质量矩阵。考虑剪式铰的基本约束关系,利用机械系统动力学方程的增广法建立了适用于任意单元个数的剪式线... 为了研究剪式线性对称阵列可展结构的动力学特性,基于杆系能量泛函,建立剪式单元的等效质量矩阵,继而组装得到剪式可展结构的等效质量矩阵。考虑剪式铰的基本约束关系,利用机械系统动力学方程的增广法建立了适用于任意单元个数的剪式线性阵列可展结构的动力学模型。采用一种高精确度的直接违约校正法对系统的坐标和速度进行修正,避免了数值结果的发散。最后通过多步长Runge-Kutta法完成数值仿真,获得了该机构运动过程中各节点位置、速度及加速度随时间变化的曲线。结果表明:由于剪式可展结构的几何约束以及外载的影响,导致各节点沿阵列方向其对称特性表现较好;同时,在受力一侧,各节点沿x轴动力学特性变化较明显,而非受力一侧,速度、加速度等物理量变化幅度很小。 展开更多

关键词 加速度 计算 动力学 几何学 雅克比矩阵 矩阵代数 机构 折叠机构 龙格库塔法 泰勒级数 速度 直接违约校正法 线性阵列 剪式单元 对称特性

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基于Stewart平台的大柔性空间桁架结构振动控制 被引量：8

19

作者 罗波 李伟鹏 黄海 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第23期148-153,共6页

针对大柔性空间桁架结构的振动主动控制问题,提出一种根部测控一体化方案,即采用CCD相机在桁架根部对桁架振动进行非接触式测量和采用Stewart六杆并联平台固连在柔性桁架根部作为主动设备进行振动控制。采用ADC自适应控制算法,并基于dSP... 针对大柔性空间桁架结构的振动主动控制问题,提出一种根部测控一体化方案,即采用CCD相机在桁架根部对桁架振动进行非接触式测量和采用Stewart六杆并联平台固连在柔性桁架根部作为主动设备进行振动控制。采用ADC自适应控制算法,并基于dSPACE实时仿真系统,搭建了振动控制实验平台。使用音圈电机激振器分别作为外扰和内扰,激发柔性桁架的低阶模态,通过视觉测量系统测得振动信号,采用Stewart平台在桁架根部对振动进行抑制。低频外扰谐振实验,桁架振动振幅衰减87.7%;低频内扰谐振实验,桁架振动振幅衰减91.8%。实验结果证明所提出的桁架振动根部测控一体化方案的有效性,尤其适用于空间可展开结构的振动控制。 展开更多

关键词 柔性空间桁架 振动控制 视觉测量 STEWART平台

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基于增量谐波平衡法的含索铰可折展桁架非线性动力学特性 被引量：3

20

作者 张静 刘荣强 +1 位作者 郭宏伟 邓宗全 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期4-10,36,共8页

为了揭示含索铰可折展桁架的非线性动力学行为,建立了考虑铰链间隙、刚度和阻尼及索非线性特性的可折展桁架纯弯曲动力学模型。对非线性动力学方程进行一次泰勒展开和参量的多次谐波描述,实现了非线性动力学方程到代数方程的转化,通过... 为了揭示含索铰可折展桁架的非线性动力学行为,建立了考虑铰链间隙、刚度和阻尼及索非线性特性的可折展桁架纯弯曲动力学模型。对非线性动力学方程进行一次泰勒展开和参量的多次谐波描述,实现了非线性动力学方程到代数方程的转化,通过迭代进行非线性动力学系统的响应计算。并利用龙格库塔方法对非线性系统进行数值分析,与增量谐波平衡(IHB)法进行对比,验证了IHB法计算的正确性。以激振频率为变化参数,对悬臂支撑的含索铰桁架结构进行解的稳定性分析,得到铰链间隙、铰链刚度、激振力和索对结构响应稳定性的影响。基于IHB法可快速准确的进行多自由度可折展结构动力学求解,为研究大型折展桁架的动力学行为奠定了基础。 展开更多

关键词 可折展桁架 非线性特性 增量谐波平衡法 铰链 索

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