充液挠性系统动力学分析及在航天工程中的应用研究

来源 :清华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ilovelp222222
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
液体和挠性体构成了航天器的分布参数系统,它们的动力学行为直接影响着控制系统的性能。随着航天工程的不断发展,航天器结构日益复杂化、运动因素呈现多样性、控制要求也大幅提高,这就需要对航天器中的液体晃动和挠性体振动以及它们对系统动力学的影响进行更深入的研究。因此,本文从航天工程的实际需求出发,对充液挠性系统动力学开展了理论分析和应用研究。在理论分析方面,本文完善了三维液体晃动的等效力学模型、分析了刚-液耦合系统的参数振动稳定性、研究了挠性体的碰撞和非线性振动机理。为了建立复杂形状贮箱内液体晃动的动力学模型,本文从理论上推导了作三维平动和转动的任意形状贮箱内液体晃动的等效力学模型,建立了等效力学模型参数的有限元求解模型,并提出了一种高效的数值算法;分析了非轴对称贮箱内液体晃动的等效力学模型的特点,并采用解析解和CFD方法进行了验证。为了分析纵向参数激励下充液航天器的稳定性,本文利用液体晃动的等效单摆模型研究了平动刚-液耦合系统的参数振动稳定性与非耦合系统的不同之处,揭示出在纵向参数激励下充液航天器可能出现纵横耦合振动现象。本文研究了外激励下中性面耦合变形带来的几何非线性效应,揭示了在斜向冲击、碰撞等作用过程中的轴力刚度效应是导致非线性振动的一个重要原因;讨论了不同的浮动坐标系选取对仿真结果的影响,说明了提高仿真精度的关键不取决于浮动坐标系的选取,而是适当考虑几何非线性效应和提高模态阶数。在应用研究方面,本文利用理论分析的成果建立了考虑液体排放的变充液比液体晃动动力学模拟方法、提出了柔性太阳帆的动力学降阶模型。为了解决有液体排放的液体晃动问题,本文提出了变参数等效力学模型模拟方法,通过与CFD方法的对比验证,分析了该模拟方法的适用工况范围。采用考虑中性面耦合变形的混合坐标方法,本文了建立了柔性太阳帆动力学模型,利用预应力模态完成模型降阶,可以考虑太阳帆特征频率随太阳光压载荷的变化,其有效性通过了非线性有限元方法的验证。
其他文献
目的探讨运用中西医结合方法治疗帕金森病患者的临床疗效。方法选择2012年10月至2013年10月接受治疗的帕金森患者176例,按照患者自愿原则分为观察组98例和对照组78例,观察组
儒家教化思想以"人性论"为依据,以"成己成物"为目的,以"礼乐"为主要载体,其蕴藏的丰富内涵直至今日仍值得我们借鉴学习。在当今高校教育理念不断变革、学生综合素质亟需提高
前列腺癌是欧美国家男性发病率最高,死亡率第二的恶性肿瘤。每年诊出为前列腺癌的美国男性达到将近20万人,其中约3万人死于前列腺癌。在我国,前列腺癌在男性泌尿系统肿瘤中发
目的:分析和研究妊娠期高血压疾病患者产后抗高血压治疗意义。方法:选取妊娠高血压分娩产妇152例,将其分为两组,观察组76例与对照组76例。观察组产妇在分娩后继续进行正规的抗
目的观察中西医结合治疗桡骨远端骨折的临床疗效。方法纳入2012年1月至2013年2月桡骨远端骨折患者40例,采用切开复位桡骨远端接骨板内固定术或切开复位外固定支架外固定术,术
榜样典礼仪式教育将大学生先进典型教育与典礼仪式相结合,是大学生思想政治教育的创新模式和重要抓手。广东外语外贸大学高度重视学生榜样的"传帮带"作用,通过实施榜样典礼仪
肾小管间质纤维化(RIF)是多种原发和继发慢性肾脏疾病(包括慢性移植肾肾病)发展至终末期的共同表现。肾小管上皮细胞进行上皮-间充质转分化(epithelial- mesenchymal transit
师范教育正面临严峻的挑战,在21世纪师范教育的发展趋势是体制上向非定向型转化,更新培养目标,改革课程设置,职前培养和职后培训相结合,拓展服务领域,管理手段更加灵活.
高等教育适度产业化是我国经济发展的必然选择,也是高等教育发展的内在要求.高校产业化进程首先应树立高等教育是特殊产业的观念,从改革高等教育体制入手.高等教育适度产业化