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大角速度自转柔性充液航天器动力学建模与仿真研究

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大角速度自转柔性充液航天器动力学建模与仿真研究

第七届多体系统动力学青年学者学术研讨会

作者：董富祥王敏宫成中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部

航天器在轨大角速度翻滚是造成航天器在轨失效或寿命提前终止等灾难性事故的重要原因。迄今为止,国际上发生多起航天器翻滚角速度过大引起的整星失效或寿命受损,经济损失惨重。如2016年3月26日,日本航空宇宙开发机构(JAXA)研发的X射线... 详细信息

航天器在轨大角速度翻滚是造成航天器在轨失效或寿命提前终止等灾难性事故的重要原因。迄今为止,国际上发生多起航天器翻滚角速度过大引起的整星失效或寿命受损,经济损失惨重。如2016年3月26日,日本航空宇宙开发机构(JAXA)研发的X射线天文卫星(ASTRO-H)角速度达到约69度/秒解体,导致发射仅1个多月的卫星失效。开展大角速度翻滚下柔性充液航天器动力学建模仿真研究,有助于揭示航天器在轨大角速度翻滚下故障演化机理,同时辅助航天器地面运控站在星上陀螺饱和情况下监视卫星在轨安全。大角速度翻滚情况下航天器液体晃动、柔性附件结构变形及其高速转动执行机构间动力学耦合关系复杂。以大型复杂充液柔性卫星为对象,推导了基于质点虚铰和凸约束面投影的液体燃料大幅晃动等效质心面方程,建立了考虑柔性体变形和适应试验参数修正的锁定铰链6自由度力元模型,实现了递推格式的航天器刚体、柔性体和液体大幅晃动耦合动力学建模。通过算例,开展了推力器作用下航天器刚柔液耦合动力学模型仿真,分析了航天器绕Y轴做大角速度转动时部件受力和高速转动动量轮受力情况,为航天器设计改进提供了参考依据。

关键词：大角速度转动充液柔性航天器动力学演化机理结构破坏

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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绳索断裂对二维二次太阳翼展开过程影响分析

中国空间科学技术 2020年第3期40卷 76-82页

作者：董富祥中国空间技术研究院通信卫星事业部北京100094

为识别二维二次太阳翼关键环节和预示其在轨展开故障模式,开展不同位置绳索断裂失效对太阳翼展开的影响程度分析。采用考虑绳索断裂的绳索联动轮力学模型,建立了适应于不同联动轮半径的联动轮受力模型,提出角度触发约束消除方法,解决了... 详细信息

为识别二维二次太阳翼关键环节和预示其在轨展开故障模式,开展不同位置绳索断裂失效对太阳翼展开的影响程度分析。采用考虑绳索断裂的绳索联动轮力学模型,建立了适应于不同联动轮半径的联动轮受力模型,提出角度触发约束消除方法,解决了太阳翼第2次展开过程连续仿真问题,建立了太阳翼第2次展开动力学方程,分析了不同位置绳索断裂失效对太阳翼各板展开角度、展开构型和其他绳索张力的影响。分析表明,越靠近星体的绳索联动机构失效对太阳翼展开过程的影响越大,其中连接架上绳索联动机构失效可直接导致二维二次太阳翼在轨展开失败。

关键词：绳索断裂二维二次可展太阳翼展开过程影响分析角度触发约束消除方法

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平面柔性多体系统正碰撞动力学建模理论研究

计算力学学报 2010年第6期27卷 1042-1048页

作者：董富祥洪嘉振上海交通大学工程力学系上海200240

针对目前柔性多体系统碰撞动力学建模方法存在的不足,对影响碰撞动力学仿真的主要因素如柔性体建模和碰撞初始条件进行分析,建立起基于变约束的柔性体碰撞动力学方程。首先,为了解决子结构法在处理碰撞界面搜索时面临的难题,引入多体系... 详细信息

针对目前柔性多体系统碰撞动力学建模方法存在的不足,对影响碰撞动力学仿真的主要因素如柔性体建模和碰撞初始条件进行分析,建立起基于变约束的柔性体碰撞动力学方程。首先,为了解决子结构法在处理碰撞界面搜索时面临的难题,引入多体系统柔性体有限元描述方法,推导出凸形柔性体接触点间法向位移约束的二阶导数形式。其次,从碰撞引起的接触界面速度不连续机理出发,结合连续介质力学间断面理论,给出碰撞瞬时由物体本身物理性质决定的接触位置处速度跳跃公式。最后对两弹性圆盘低速碰撞问题进行数值仿真。结果表明本文提出的改进方法符合力学基本原理,仿真结果满足收敛性要求。

关键词：平面柔性多体系统碰撞建模方法速度跳跃条件间断面

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多体系统动力学碰撞问题研究综述

力学进展 2009年第3期39卷 352-359页

作者：董富祥洪嘉振上海交通大学工程力学系上海200240

对近年来多体系统碰撞动力学研究进展进行了评述,包括碰撞动力学建模理论、数值算法和实验方面的进展情况.根据各自不同假设条件将建模方法分为冲量动量法、连续碰撞力模型和基于连续介质力学的有限元方法,比较了各种建模方法在碰撞过... 详细信息

对近年来多体系统碰撞动力学研究进展进行了评述,包括碰撞动力学建模理论、数值算法和实验方面的进展情况.根据各自不同假设条件将建模方法分为冲量动量法、连续碰撞力模型和基于连续介质力学的有限元方法,比较了各种建模方法在碰撞过程描述和数值性态方面的优势和局限性;对碰撞动力学实验在非接触式测量方面取得的最新进展进行了介绍,总结了实验对以上建模理论的验证研究,展示了实验研究方面的一些新发现.最后基于工程实际的需求提出多体系统碰撞动力学面临的新挑战.

关键词：多体系统动力学碰撞冲量动量法连续碰撞力模型有限元方法实验研究

自制万古霉素质控血清用于血药浓度监测的可行性探讨

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中国临床药理学杂志 2015年第22期31卷 2252-2253页

作者：董富祥马爱玲秦玉花河南省人民医院药学部郑州450003

目的探讨自制万古霉素质控血清在血药浓度监测中应用的可行性。方法取注射用盐酸万古霉素1.0 mg,注射用水溶解后加入血清基质液,制备质量浓度分别为10,20,30μg·m L^-1万古霉素质控血清并检测其浓度,考察方法准确性、质控样品的稳定性... 详细信息

目的探讨自制万古霉素质控血清在血药浓度监测中应用的可行性。方法取注射用盐酸万古霉素1.0 mg,注射用水溶解后加入血清基质液,制备质量浓度分别为10,20,30μg·m L^-1万古霉素质控血清并检测其浓度,考察方法准确性、质控样品的稳定性及临床应用。结果自制低、中、高浓度的万古霉素质控血清检测结果为靶值的98.0%~101.5%,-30℃保存6个月含量变化小于2%。结论自制万古霉素质控血清操作方法简单、成本低、结果准确可靠,可以作为实验室日常质量控制。

关键词：万古霉素血药浓度质量控制

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球与细长圆锥杆纵向碰撞问题动力学分析

上海交通大学学报 2009年第10期43卷 1662-1666页

作者：董富祥洪嘉振上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

基于波传播法对球与细长圆锥杆纵向碰撞动力学问题进行研究.建立了考虑非线性弹性接触变形的球与圆锥杆纵向碰撞的动力学方程,通过引入分段求解的思想,提出了球与圆锥杆碰撞动力学方程的求解算法.通过对钢球与铝圆锥杆低速碰撞问题进行... 详细信息

基于波传播法对球与细长圆锥杆纵向碰撞动力学问题进行研究.建立了考虑非线性弹性接触变形的球与圆锥杆纵向碰撞的动力学方程,通过引入分段求解的思想,提出了球与圆锥杆碰撞动力学方程的求解算法.通过对钢球与铝圆锥杆低速碰撞问题进行数值仿真,讨论了不同锥度和质量比等因素对碰撞力和动力学响应的影响,研究了不同锥度条件下应变波传播性质,为今后实验和数值研究提供了理论参考.研究结果表明:圆锥杆锥度和质量比等参数对碰撞力和圆锥杆上速度响应作用明显;由截面不等引起的锥度对应变波传播造成的影响不可忽视.

关键词：纵向碰撞球圆锥形杆波传播法局部接触原理

太阳翼二维展开阶段SADA不同控制状态仿真分析

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航天器工程 2019年第5期28卷 70-74页

作者：董富祥陈余军中国空间技术研究院通信卫星事业部

二维二次太阳翼侧板展开将造成太阳翼驱动机构(SADA)产生反向转动。针对太阳翼侧板展开运动引起的太阳翼驱动机构反转问题,采用机电耦合分析方法建立了太阳翼驱动机构加断电两种状态下阻力矩方程,进一步基于单向递推组集建模方法建立了... 详细信息

二维二次太阳翼侧板展开将造成太阳翼驱动机构(SADA)产生反向转动。针对太阳翼侧板展开运动引起的太阳翼驱动机构反转问题,采用机电耦合分析方法建立了太阳翼驱动机构加断电两种状态下阻力矩方程,进一步基于单向递推组集建模方法建立了太阳翼侧板展开期间整星动力学微分代数方程组,分析了太阳翼驱动机构加断电状态下太阳翼二维展开运动对太阳翼和卫星安全的影响。研究表明:侧板展开期间太阳翼驱动机构位置处将会产生大角速度转动,危害太阳翼驱动机构线路安全,建议结合太阳翼驱动机构电路设计,合理选择太阳翼驱动机构加断电策略,并采取措施降低侧板展开到位时刻角速度。

关键词：二维二次展开太阳翼动力学建模仿真展开策略碰撞动力学

柔性航天器拖拽空间碎片动力学与控制仿真研究

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动力学与控制学报 2018年第2期16卷 165-170页

作者：董富祥周志成曲广吉中国空间技术研究院通信卫星事业部北京100094

针对地球静止轨道空间碎片清除需求,开展了服务星通过绳索拖拽空间碎片离轨多体动力学与控制仿真研究.分析了在轨拖拽期间系统拓扑构型,采用递推方法推导了考虑地球J2摄动的服务星和空间碎片柔性多体动力学方程组,建立了基于集中参数法... 详细信息

针对地球静止轨道空间碎片清除需求,开展了服务星通过绳索拖拽空间碎片离轨多体动力学与控制仿真研究.分析了在轨拖拽期间系统拓扑构型,采用递推方法推导了考虑地球J2摄动的服务星和空间碎片柔性多体动力学方程组,建立了基于集中参数法的绳索动力学模型,通过约束方程将绳索与服务星和空间碎片相连接,建立了服务星姿态控制力矩方程,最后形成了服务星在轨拖拽空间碎片期间柔性多体系统多体动力学方程.通过悬链线模型与本文采用的集中参数模型的比较验证了本文采用的柔性绳索模型的正确性,然后通过数值仿真分析了与服务星质量接近的空间碎片被拖动期间动力学特性,为这类航天器总体设计及空间碎片清除策略制定提供了参考依据.

关键词：空间碎片清除绳索力学模型柔性航天器多体系统动力学与控制在轨服务

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管桩起重机自动夹具的设计

中国新技术新产品 2018年第3期 61-62页

作者：董富祥浙江麒龙起重机械有限公司浙江绍兴312043

近年来,国内劳动力成本不断加大,如何减少劳动力配置员额,提高生产效率的问题摆在了管桩生产厂家面前。管桩生产线急需一机多用的起重机自动夹具来替代传统生产工艺的劳动力。为此,一种管桩起重机自动夹具应运而生。其最大的特点:以压... 详细信息

近年来,国内劳动力成本不断加大,如何减少劳动力配置员额,提高生产效率的问题摆在了管桩生产厂家面前。管桩生产线急需一机多用的起重机自动夹具来替代传统生产工艺的劳动力。为此,一种管桩起重机自动夹具应运而生。其最大的特点:以压缩空气气缸为动作机构,夹具吊梁下间隔布置卡式、抱式夹具,一机多用满足各个生产工艺要求,生产效率大幅提高,安全性也非常高。

关键词：管桩起重机压缩空气气缸卡式抱式自动夹具