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机车-轨道空间耦合动力学模型及其验证 被引量:12
1
作者 王开云 翟婉明 蔡成标 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期21-27,共7页
基于车辆 -轨道耦合动力学理论 ,以六轴机车为例 ,建立了机车 -轨道空间耦合动力学模型 ,并编制了相应的计算机仿真软件。通过与实车线路试验结果进行比较 ,表明该模型及其仿真软件是正确可靠的 ,可以用于分析研究机车与轨道的动态相互... 基于车辆 -轨道耦合动力学理论 ,以六轴机车为例 ,建立了机车 -轨道空间耦合动力学模型 ,并编制了相应的计算机仿真软件。通过与实车线路试验结果进行比较 ,表明该模型及其仿真软件是正确可靠的 ,可以用于分析研究机车与轨道的动态相互作用问题 。 展开更多
关键词 机车-轨道空间耦合动力学 模型 验证 机车 轨道 仿真软件
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一种兼顾仿真效率和精度的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型 被引量:1
2
作者 王伟 雷晓燕 +1 位作者 罗锟 陈鹏 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期10-20,共11页
车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜... 车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜索轮轨空间接触点中引入轮轨准弹性修正的、更为精细的轮轨接触几何关系,并将迹线法融入到交叉迭代中求解车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程,实现了同步进行轮轨接触点搜索与车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程求解,提高了模型分析精度和数值计算效率;然后,为验证理论模型的正确性,与相关文献结果进行了对比计算,验证了模型和算法的有效性;最后,分析了模型的四类简化形式对系统响应的影响。研究表明:采用集中支撑的弹性元件模拟钢轨扣件,无法真实反映两侧扣件对钢轨侧滚振动的协同约束作用,将导致计算结果失真,采用分离支撑的弹性元件模拟钢轨扣件更为合理;轨道结构底座板参振对系统响应的影响显著,在模型中应给予考虑;底座板超出轨道板的部分对系统响应的影响较小,所产生的误差在可接受范围内;轨道子系统模型A能兼顾仿真效率和计算精度,适合用作车辆-三层轨道非线性空间耦合系统振动精细化分析模型。 展开更多
关键词 车辆-轨道非线性空间耦合动力学 高速铁路 交叉迭代 准弹性修正 有限元模型
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超导钉扎高速磁浮车-轨耦合动力学建模与仿真 被引量:4
3
作者 邓自刚 王珊 +3 位作者 徐焱 李海涛 周徐呈 张卫华 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期56-68,共13页
为探究超导钉扎磁浮车辆高速运行动态特性,建立车-轨耦合空间模型,开展不同车速下的动力学仿真。结合有限元方法获得磁轨关系数学模型;基于牛顿-欧拉法建立车辆模型,引入截短梁描述建立永磁轨道模型;以磁轨关系为纽带获得超导钉扎磁浮车... 为探究超导钉扎磁浮车辆高速运行动态特性,建立车-轨耦合空间模型,开展不同车速下的动力学仿真。结合有限元方法获得磁轨关系数学模型;基于牛顿-欧拉法建立车辆模型,引入截短梁描述建立永磁轨道模型;以磁轨关系为纽带获得超导钉扎磁浮车-轨空间耦合动力学模型;利用Matlab对模型进行仿真,分析轨道振动、电机法向力和轨道不平顺等对超导钉扎磁浮车辆-轨道系统动态响应的影响。结果表明:磁浮车辆系统的振动受轨道不平顺和车速的影响较大,受轨道振动的影响可忽略不计;在速度为620 km/h时,车体、悬浮架的最大振动加速度分别保持在0.5、8 m/s^(2)以下,具有较好的乘坐舒适性。建立的模型可为超导钉扎磁浮交通线路设计与参数优化等研究提供帮助。 展开更多
关键词 超导钉扎磁浮 高速磁浮 -空间耦合动力学 建模与仿真
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机车-轨道耦合振动对受电弓-接触网系统动力学的影响 被引量:33
4
作者 翟婉明 蔡成标 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期32-38,共7页
机车与轨道、受电弓与接触网之间相互作用、相互影响,共同构成铁路大系统。本文通过建立受电弓-接触网动态相互作用模型,并运用机车-轨道耦合动力学理论分析方法,研究了机车-轨道系统对受电弓-接触网系统的振动影响问题。结果表... 机车与轨道、受电弓与接触网之间相互作用、相互影响,共同构成铁路大系统。本文通过建立受电弓-接触网动态相互作用模型,并运用机车-轨道耦合动力学理论分析方法,研究了机车-轨道系统对受电弓-接触网系统的振动影响问题。结果表明,列车在几何状态不良的线路上运行时,机车与轨道的耦合振动对弓网系统动态性能影响较大,特别是在较高行车速度状态下,这种影响更为明显,不容忽视。 展开更多
关键词 机车 轨道耦合振动 受电弓 接触网 系统动力学
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机车车辆-轨道耦合动力学实时仿真模式研究 被引量:4
5
作者 丁国富 翟婉明 刘伯兴 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第2期238-241,246,共5页
机车车辆-轨道耦合系统不但在动力学过程中是一个复杂的系统,而且在几何结构上也是一个复杂的系统。本文在分析现有机车车辆-轨道动力学综合仿真的复杂性基础上,从仿真计算机体系结构和系统集成的角度,研究了几种考虑数值计算和可视化... 机车车辆-轨道耦合系统不但在动力学过程中是一个复杂的系统,而且在几何结构上也是一个复杂的系统。本文在分析现有机车车辆-轨道动力学综合仿真的复杂性基础上,从仿真计算机体系结构和系统集成的角度,研究了几种考虑数值计算和可视化的综合实时仿真的方法,探讨了多线程技术、DDE技术和分布式仿真技术和计算机网络在机车车辆-轨道耦合动力学仿真中的应用,结果表明,几种方法是可行的,尤其基于DCOM仿真技术和基于离线计算的数据文件共享是很有前途的方法。 展开更多
关键词 机车车辆 轨道耦合 动力学 实时仿真模式 计算机仿真 可视化 分布式仿真
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车辆轨道耦合动力学理论在现代机车车辆设计中的应用实践 被引量:9
6
作者 翟婉明 王开云 +2 位作者 杨永林 孟宏 封全保 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期24-30,共7页
介绍了车辆 轨道耦合动力学理论在新型机车车辆研制中的最新应用情况,包括在200km/h"天梭号"高速机车设计、170km/hSS7E型提速客运电力机车改进设计,以及120km/h提速货运电力机车研制中的应用实践。文章着重从提高高速机车蛇... 介绍了车辆 轨道耦合动力学理论在新型机车车辆研制中的最新应用情况,包括在200km/h"天梭号"高速机车设计、170km/hSS7E型提速客运电力机车改进设计,以及120km/h提速货运电力机车研制中的应用实践。文章着重从提高高速机车蛇行运动稳定性、改进SS7E型客运机车横向动力性能以及降低提速货运机车轮轨动力作用等方面进行了详细论述。结果表明,车辆 轨道耦合动力学理论在现代铁路机车车辆研制中取得了显著成效,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 机车 车辆 设计 车辆一轨道耦合动力学 应用
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机车车辆横向动力学性能仿真——车辆轨道耦合模型与传统车辆模型的比较 被引量:8
7
作者 王开云 翟婉明 蔡成标 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期17-21,共5页
运用经过大量线路实车运行试验验证的车辆 轨道耦合动力学仿真软件TTISIM,对传统车辆动力学和车辆 轨道耦合动力学两种类型模型的横向动力性能进行了比较与分析.结果表明:车辆无论是在直线上运行还是通过曲线轨道和道岔时,采用传统模型... 运用经过大量线路实车运行试验验证的车辆 轨道耦合动力学仿真软件TTISIM,对传统车辆动力学和车辆 轨道耦合动力学两种类型模型的横向动力性能进行了比较与分析.结果表明:车辆无论是在直线上运行还是通过曲线轨道和道岔时,采用传统模型计算所得的轮轨横向相互动作用力均较采用耦合模型计算的大;仿真计算车辆蛇行失稳临界速度时,采用前一模型得到的结果较后者偏高;而两者计算所得的车辆垂向与横向振动差别甚小. 展开更多
关键词 机车 横向动力学 性能仿真 车辆-轨道耦合模型 传统车辆模型 临界速度 平稳性
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作大范围空间运动柔性梁的刚-柔耦合动力学 被引量:23
8
作者 刘锦阳 李彬 洪嘉振 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期276-282,共7页
研究带中心刚体的作大范围空间运动梁的刚-柔耦合动力学问题.从精确的应变-位移关系式出发,在动力学变分方程中,考虑了横截面转动的惯性力偶和与扭转变形有关的弹性力的虚功率,用速度变分原理建立了考虑几何非线性的空间梁的刚-柔耦合... 研究带中心刚体的作大范围空间运动梁的刚-柔耦合动力学问题.从精确的应变-位移关系式出发,在动力学变分方程中,考虑了横截面转动的惯性力偶和与扭转变形有关的弹性力的虚功率,用速度变分原理建立了考虑几何非线性的空间梁的刚-柔耦合动力学方程,用有限元法进行离散.通过对空间梁系统的数值仿真研究扭转变形和截面转动惯量对系统动力学性态的影响. 展开更多
关键词 柔性梁 作大范围空间运动 -耦合动力学 几何非线性 截面转动惯量 扭转变形
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机车车辆—轨道耦合动力学仿真系统的集成研究 被引量:3
9
作者 丁国富 王开云 翟婉明 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期33-37,共5页
机车车辆—轨道耦合动力学仿真已经开展了数值仿真、图形可视化等研究 ,但如何将相关的研究集成起来 ,形成一个单平台的较为完善的仿真系统 ,是一个急待解决的问题。文中采用面向对象的系统设计方法 ,结合基于变参数的车辆几何结构的三... 机车车辆—轨道耦合动力学仿真已经开展了数值仿真、图形可视化等研究 ,但如何将相关的研究集成起来 ,形成一个单平台的较为完善的仿真系统 ,是一个急待解决的问题。文中采用面向对象的系统设计方法 ,结合基于变参数的车辆几何结构的三维生成、基于帧图象的动力学可视再现和曲线二维可视化等技术 ,将系统可视化模块和动力学计算模块有效地结合起来 ,研究了系统开发环境的结合方式、系统集成框架、基于CVF、VC和OPENGL等不同语言间的混合联编等问题。并给出了系统集成中基于标识集的数据传递流程和共享方式 ,定义了不同的独立模块之间的数据接口 ,提供了一个考虑计算、图形、和综合可视界面的合理的系统开发环境 。 展开更多
关键词 铁路 机车车辆-轨道耦合动力学 计算机仿真 系统集成 数据共享 仿真系统
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机车-轨道耦合动力学理论及其应用 被引量:23
10
作者 翟婉明 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期58-73,共16页
机车-轨道耦合动力学理论及其应用翟婉明(西南交通大学)提要:应用系统工程的思想,将机车系统与轨道系统作为一个整体大系统,提出了机车-轨道耦合动力学理论。文中建立了主要类型的机车-轨道统一模型;导出了弹性及刚性轴悬式电... 机车-轨道耦合动力学理论及其应用翟婉明(西南交通大学)提要:应用系统工程的思想,将机车系统与轨道系统作为一个整体大系统,提出了机车-轨道耦合动力学理论。文中建立了主要类型的机车-轨道统一模型;导出了弹性及刚性轴悬式电机驱动机车动力学微分方程;采用新型... 展开更多
关键词 机车 轨道 耦合动力学 轮轨相互作用
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空间机械臂的刚-柔耦合动力学研究 被引量:8
11
作者 刘锦阳 洪嘉振 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期23-27,33,共6页
本文对作大范围运动的空间机械臂的刚 -柔耦合动力学特性进行了研究。从连续介质力学理论出发 ,在变形位移中计及了耦合变形量 ,用 Jourdain速度变分原理导出了作大范围运动的空间机械臂的动力学方程。分别用耦合模型和不计耦合变形量... 本文对作大范围运动的空间机械臂的刚 -柔耦合动力学特性进行了研究。从连续介质力学理论出发 ,在变形位移中计及了耦合变形量 ,用 Jourdain速度变分原理导出了作大范围运动的空间机械臂的动力学方程。分别用耦合模型和不计耦合变形量的零次近似模型计算了机械臂端点的变形位移 ,揭示了两种模型的动力学性质的差异。为了确定零次近似模型的适用范围 ,引入相关系数 ,仿真计算结果表明 ,零次近似模型仅适用于相关系数的最大值小于 0 . 展开更多
关键词 空间机械臂 -耦合动力学特性 相关系数 零次近似模型
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采用直线电机车辆的轨道交通耦合动力学模型及仿真分析 被引量:1
12
作者 万传风 龙许友 +1 位作者 张勇 邓学森 《城市轨道交通研究》 2006年第5期19-21,25,共4页
建立了采用直线电机车辆的轨道交通的车-线耦合动力学模型,并与车辆动力学分析通用软件ADAMS/Rail进行了比较,从而验证了所建模型的正确性。通过对广州市轨道交通4号线工程线路设计参数进行的仿真计算,给出了相应的建议值。
关键词 直线电机 车辆动力学 轨道交通 -线耦合动力学模型
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六轴机车在弹性结构轨道上耦合动力学模型 被引量:2
13
作者 封全保 孙守光 +1 位作者 刘建新 王开云 《农业装备与车辆工程》 2006年第4期24-28,共5页
针对六轴机车的动力学性能,建立了较为详细的机车在弹性结构轨道上运行时的空间耦合动力学模型。对于机车子模型,假设车体、转向架和轮对均为刚体,各部分通过两系悬挂连接起来,形成一个多自由度质量-弹簧-阻尼系统,每个刚体均具有5个自... 针对六轴机车的动力学性能,建立了较为详细的机车在弹性结构轨道上运行时的空间耦合动力学模型。对于机车子模型,假设车体、转向架和轮对均为刚体,各部分通过两系悬挂连接起来,形成一个多自由度质量-弹簧-阻尼系统,每个刚体均具有5个自由度,整个机车模型共有45个自由度。对于轨道模型,左右两股钢轨均视为连续弹性离散点支承基础上的无限长Euler梁,并考虑钢轨的垂向、横向及扭转振动;轨枕视为刚性体,并考虑轨枕的垂向、横向及转动;道床离散为刚性质量块,只考虑道床垂向振动。而对于轮轨关系模型,采用了先进的空间耦合关系模型。最后结合工程实际,给出了SS7E电力机车在弹性结构轨道上的运动稳定性仿真应用实例。 展开更多
关键词 六轴机车 弹性轨道 耦合动力学 模型
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机车车辆-轨道耦合动力学研究及应用成果荣获国家科技进步一等奖
14
《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期103-103,共1页
2006年1月9日,国务院总理温家宝在全国科技大会上宣读了《国务院关于2005年度国家科学技术奖励的决定》。由西南交通大学牵引动力国家重点实验室副主任、列车与线路研究所所长、“长江学者”特聘教授、国家级有突出贡献的中青年专家、... 2006年1月9日,国务院总理温家宝在全国科技大会上宣读了《国务院关于2005年度国家科学技术奖励的决定》。由西南交通大学牵引动力国家重点实验室副主任、列车与线路研究所所长、“长江学者”特聘教授、国家级有突出贡献的中青年专家、本刊编委翟婉明教授主持完成的科研成果“铁道机车车辆一轨道耦合动力学理论体系、关键技术及工程应用,,荣获2005年度国家科技进步一等奖。此前,该成果已入选2005年度“中国高等学校十大科技进展”。 展开更多
关键词 科技进步一等奖 车辆-轨道耦合 铁道机车车辆 工程应用 动力学研究 科学技术奖励 国家重点实验室 国务院总理 西南交通大学 动力学理论
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机车车辆-轨道耦合动力学研究取得系统性成果荣获2005年度国家科技进步一等奖
15
《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期62-62,共1页
西南交通大学“长江学者”特聘教授、国家级有突出贡献的中青年专家翟婉明教授领导的研究小组,在国家自然科学基金、国家杰出青年科学基金及铁道部科技研究开发计划等持续支持下,经过15年研究,在机车车辆-轨道耦合动力学研究领域取... 西南交通大学“长江学者”特聘教授、国家级有突出贡献的中青年专家翟婉明教授领导的研究小组,在国家自然科学基金、国家杰出青年科学基金及铁道部科技研究开发计划等持续支持下,经过15年研究,在机车车辆-轨道耦合动力学研究领域取得了系统性成果。“铁道机车车辆-轨道耦合动力学理论体系、关键技术及工程应用”入选2005年度“中国高等学校十大科技进展”,荣获2005年度国家科技进步一等奖。 展开更多
关键词 科技进步一等奖 车辆-轨道耦合 动力学研究 铁道机车 系统性 国家杰出青年科学基金 国家自然科学基金 西南交通大学 研究开发计划 动力学理论
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机车车辆-轨道耦合动力学研究取得系统性成果荣获2005年度国家科技进步一等奖
16
《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期82-82,共1页
关键词 科技进步一等奖 车辆-轨道耦合 铁道机车车辆 动力学研究 系统性 国家杰出青年科学基金 国家自然科学基金 西南交通大学 研究开发计划 动力学理论
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浮置板剪力铰对列车-轨道耦合系统动力学行为的影响 被引量:27
17
作者 杨建近 朱胜阳 翟婉明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期1-8,共8页
基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了考虑浮置板剪力铰连接作用下的列车-钢弹簧浮置板轨道空间耦合动力学模型。将浮置板视为弹性薄板,同时考虑剪力铰对浮置板的横向与垂向约束作用,分析了直线和曲线线路条件下剪力铰对列车-轨道耦合系... 基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了考虑浮置板剪力铰连接作用下的列车-钢弹簧浮置板轨道空间耦合动力学模型。将浮置板视为弹性薄板,同时考虑剪力铰对浮置板的横向与垂向约束作用,分析了直线和曲线线路条件下剪力铰对列车-轨道耦合系统动力学行为的影响。结果表明:浮置板剪力铰能明显改善轮轨动力相互作用,缓解列车通过浮置板接缝时轮轨横向力和垂向力产生的冲击;浮置板剪力铰对减小地铁列车的振动也有一定的改善作用,其对轮对振动的影响最大,对构架振动的影响次之,对车体振动的影响最小;地铁列车通过直线线路时,浮置板剪力铰对板端扣件受力的改善作用明显;地铁列车通过曲线线路时,剪力铰对浮置板的横向位移、水平面内转动角和钢弹簧横向力的改善作用比较明显,对扣件横向力影响较小。 展开更多
关键词 剪力铰 剪切弹簧模型 浮置板 车辆-轨道耦合动力学 城市轨道交通
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紧急制动条件下重载货车车辆动力学行为研究
18
作者 刘开忠 王志伟 张卫华 《振动工程学报》 北大核心 2025年第2期365-374,共10页
重载列车实施制动时,列车车辆所表现出的动力学行为比无制动情况下更加复杂,这给列车行车安全带来了极大的考验。为研究紧急制动条件下重载列车最大车钩力处的车辆动力学行为,以中国25 t轴重重载货车为研究对象,建立考虑闸瓦摩擦制动的... 重载列车实施制动时,列车车辆所表现出的动力学行为比无制动情况下更加复杂,这给列车行车安全带来了极大的考验。为研究紧急制动条件下重载列车最大车钩力处的车辆动力学行为,以中国25 t轴重重载货车为研究对象,建立考虑闸瓦摩擦制动的重载货车车辆-轨道纵垂耦合动力学模型。基于此,系统地研究了车辆在紧急制动时,不同运行速度和黏着状态对轮轨动态作用和车辆振动响应的影响。结果表明:紧急制动条件下,闸瓦压力及纵向车钩力会加剧轮轨动力相互作用,同时导致轨下结构的位移发生变化;低黏着状态对轮对纵向相互作用影响显著,导致纵向蠕滑率和磨耗数急剧增加,加剧车轮打滑和车轮磨损的风险,且低速下的影响更大;此外,低黏着状态及纵向车钩力对轮对旋转和纵向运动均有显著影响,导致轮对振动加剧,动力学性能恶化。 展开更多
关键词 车辆-轨道耦合动力学 重载货车 闸瓦制动 动力学行为 轮轨相互作用
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空间柔性梁的刚-柔耦合动力学特性分析与仿真 被引量:5
19
作者 闫业毫 和兴锁 邓峰岩 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期480-484,共5页
针对大范围运动规律为未知的刚-柔耦合系统,利用有限元方法对柔性梁进行离散,采用Lagrange方程建立空间柔性梁的刚-柔耦合动力学方程,研究在大范围运动为自由情况下,空间柔性梁的大范围运动和变形运动的相互耦合机理,比较零次模型、一... 针对大范围运动规律为未知的刚-柔耦合系统,利用有限元方法对柔性梁进行离散,采用Lagrange方程建立空间柔性梁的刚-柔耦合动力学方程,研究在大范围运动为自由情况下,空间柔性梁的大范围运动和变形运动的相互耦合机理,比较零次模型、一次耦合模型、精确模型的差异,探讨各种模型的适用性。 展开更多
关键词 动力学模型 空间柔性梁 -耦合系统 动力学特性 非线性方法 模型分析 数值分析
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低轨道下运行的卫星-太阳帆板系统的刚-柔-热耦合动力学建模 被引量:3
20
作者 左亚帅 刘锦阳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期38-44,共7页
传统地考虑热效应的卫星-太阳帆板动力学模型只考虑太阳直接辐射热流的影响,仅适用于高轨道运行的航天器。以低轨道下运行的卫星-太阳帆板系统为研究对象,提出了一种通用的分析其在宇宙空间各种热流作用下刚-柔-热耦合动力学特性的建模... 传统地考虑热效应的卫星-太阳帆板动力学模型只考虑太阳直接辐射热流的影响,仅适用于高轨道运行的航天器。以低轨道下运行的卫星-太阳帆板系统为研究对象,提出了一种通用的分析其在宇宙空间各种热流作用下刚-柔-热耦合动力学特性的建模方法。考虑太阳帆板热变形、卫星的姿态运动和太阳帆板受到的各种辐射的热流密度之间的耦合关系,分别给出了太阳直接辐射热流、地球红外辐射热流以及地球反照辐射热流的计算公式。将系统视为中心刚体-悬臂梁模型,首先建立了悬臂梁的热传导方程,然后通过引入考虑热应变的应力-应变关系,用虚功原理建立了卫星-太阳帆板多体系统的考虑热效应的动力学方程,对热传导方程和动力学方程联立求解。对低轨道下运行的卫星-太阳帆板系统进行了数值仿真分析,分析了考虑地球红外辐射和地球反照辐射热流对热振动的影响,以及考虑刚-柔-热耦合效应对系统动力学特性的影响,并给出了系统热振动稳定时特征参数的范围。 展开更多
关键词 轨道卫星-太阳帆板 --耦合动力学 热振动
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