《含大變形構件的空間大尺度可展結構展開動力學研究》是依託北京理工大學，由田強擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：含大變形構件的空間大尺度可展結構展開動力學研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：田強
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以多柔體系統動力學基本理論為基礎，以絕對節點坐標方法為主要的多柔體系統建模方法，研究含大變形構件的大規模、複雜多柔體系統動力學問題的精確建模與高效求解方法，以實現含大變形構件的空間大尺度可展結構展開動力學問題的精確分析。通過數值模擬和地面實驗的相互引證和補充，形成一個支持我國發展空間大尺度可展結構技術的多柔體動力學研究新理論框架，為後續空間大尺度可展結構的精確控制奠定精確建模與高效求解理論基礎，為實際工程套用提供參考依據。主要研究內容包括：含大變形構件的空間大尺度可展結構的精確多柔體參數化建模、大規模系統動力學方程的高效求解、正常工作模式和故障模式下的展開動力學分析及地面實驗研究。重點解決如下關鍵問題：大規模多柔體系統動力學方程的高效求解問題；柔索與剛性滾輪間含摩擦的接觸動力學計算問題以及故障模式下系統複雜約束狀態的切換問題。
結題摘要
通過課題研究發展了基於絕對節點坐標方法的多柔體系統動力學理論；提出了一系列新絕對節點坐標單元，如：曲梁單元、圓柱殼單元、六面體單元等，拓展了絕對節點坐標方法所能描述的大變形柔性構件類型；基於連續介質力學理論推導了絕對節點坐標單元彈性力的高效計算公式；採用OpenMP技術的多核架構與稀疏矩陣技術提出了柔性可展結構大規模系統動力學方程的高效並行算法，開發了一套可以套用於實際航天工程的空間可展結構展開動力學求解器；另外，進一步研究了圓柱副間隙對可展結構的展開動力學特性的影響規律，研究了間隙圓柱副的彈流潤滑特性；搭建了一套研究環形桁架天線反射器的展開動力學地面實驗系統。最後，將理論成果成功套用於一種星載環形桁架天線的展開動力學問題研究，獲得了系統關鍵的展開動力學特性。通過研究在著名期刊上共發表SCI文章5篇，EI文章1篇，中文核心期刊文章2篇，完成了課題擬定的研究內容，實現了研究目標。
