十一月 15, 2015

大型结构振动抑制

大型结构振动抑制

基于绝对坐标的航天器热致振动研究


研究了航天器在太阳辐射热冲击载荷作用下的热致振动问题。针对大型环状天线结构和带有轴向吊杆的自旋稳定航天器结构进行了研究,将绝对节点坐标方 法和自然坐标方法应用到耦合热-结构动力学分析中,并发现了在轨航天器在热 载荷作用下可能出现的热颤振、热拍等现象。此外,为了能够描述梁结构在运动 过程中的截面变形,基于绝对节点坐标方法,提出了考虑截面畸变效应的梁单元。

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Z. X. Shen, P. Li, C. Liu, and G. K. Hu, A finite element beam model including cross-section distortion in the absolute nodal coordinate formulation, Nonlinear Dynamics,77, 1019-1033, 2014

基于波动控制的柔性绳索振动抑制研究


随着航天工程的迅速发展,许多大型柔性结构被引入空间结构中,例如空间站机械臂、太阳能帆板等。柔性系统具有尺寸大、质量轻、阻尼小的特点,因而 在运动中产生的残余振动幅度大、持续时间长,不但极大地降低了柔性附件的工 作效率,而且有可能导致结构的失效。

波动方法是一种有效地柔性结构运动控制方法。在之前均匀结构运动控制的 基础上,以双摆、分布质量等复杂结构为研究对象,通过吸收反射回波的方法, 设计了非均匀结构的开环运动控制规律,并通过数值仿真和实验研究验证了控制 规律的有效性。理论、仿真和实验的结果吻合的很好,实现了非均匀结构运动中 振动的消除。结果表明,与无控制情况相比,残余振动幅值减少 10 倍以上,很 好地抑制了系统的残余振动。

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