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中国力学大会（CCTAM2019）

作者：宋新宇戈新生北京信息科技大学机电工程学院

挠性航天器动力学建模中的耦合影响系数是动力学建模中的重要力学概念,它反映了航天器姿态和轨道运动与挠性附件的弹性振动多尺度效应。挠性航天器动力学模型的建立可以利用混合坐标法,并结合约束模态法和非约束模态法两种主要方法分析... 详细信息

挠性航天器动力学建模中的耦合影响系数是动力学建模中的重要力学概念,它反映了航天器姿态和轨道运动与挠性附件的弹性振动多尺度效应。挠性航天器动力学模型的建立可以利用混合坐标法,并结合约束模态法和非约束模态法两种主要方法分析挠性附件的振动。利用约束模态法建立的动力学方程,可以应用约束模态下惯性完备性准则进行模态截断;利用非约束模态法建立的动力学方程也应该用非约束模态下惯性完备性准则进行模态截断。针对非约束模态下惯性完备性准则,本文从Hughes P C的研究成果出发,利用约束模态法和非约束模态法推导了挠性航天器动力学方程,根据两种模态下动力学方程之间的关系,在理论上对非约束模态下惯性完备性准则进行推导。

关键词：挠性航天器动力学耦合影响系数约束模态非约束模态惯性完备性准则

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挠性航天器动力学模型的非约束模态分析

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力学学报 2020年第4期52卷 954-964页

作者：宋新宇戈新生北京信息科技大学机电工程学院北京100192

挠性航天器动力学建模中的挠性耦合影响系数是动力学建模中的重要力学概念,它反映了航天器姿态和轨道运动与挠性附件的弹性振动效应.挠性耦合影响系数间的恒等式关系,即惯性完备性准则,是挠性航天器动力学模型降阶和模态截断的重要依据... 详细信息

挠性航天器动力学建模中的挠性耦合影响系数是动力学建模中的重要力学概念,它反映了航天器姿态和轨道运动与挠性附件的弹性振动效应.挠性耦合影响系数间的恒等式关系,即惯性完备性准则,是挠性航天器动力学模型降阶和模态截断的重要依据.以中心刚体带挠性附件航天器为研究对象,采用约束模态和非约束模态法描述挠性附件结构变形,利用欧拉–拉格朗日方程建立挠性航天器的动力学模型.基于Hughes的研究成果,对挠性航天器的非约束模态恒等式及其用于动力学模型降阶的惯性完备性准则进行了证明和应用研究.探讨了两种动力学模型惯量间的关系,并利用约束模态惯性完备性准则,推导了非约束模态惯性完备性准则.最后,对中心刚体带双侧太阳帆板和带单侧太阳帆板构成的挠性航天器模型进行数值仿真计算,求出挠性附件非约束模态平动耦合系数,分析了非约束模态特征值和平动耦合系数随着刚柔质量比的变化情况,并尝试用非约束模态惯性完备性准则的质量特征恒等式对挠性航天器模型进行了检验.

关键词：挠性航天器动力学挠性耦合影响系数约束模态非约束模态惯性完备性准则

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火炮动力学模型降阶的一种方法

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弹道学报 1999年第2期11卷 62-66页

作者：杨国来陈运生南京理工大学机械学院南京210094

基于惯性完备性准则提出了一种火炮动力学模型降阶的方法．建立了某火炮后坐部分的有限元模型，计算了该构件的固有振动特性，利用惯性完备性准则对模态进行了合理的缩减，有效地缩小了火炮动力学求解规模，具有较强的实用价值．

关键词：火炮有限元动力学模态缩减惯性完备性准则

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挠性航天器动力学建模及相关问题研究

挠性航天器动力学建模及相关问题研究

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作者：宋新宇北京信息科技大学

学位级别：硕士

随着航天事业的发展,各种航天器承担的任务越来越多,使得航天器的构型越来越复杂,规模越来越大,许多航天器都带有多个大型挠性附件,这些挠性附件质量轻、刚度低、阻尼小,其弹性振动与系统运动之间存在耦合作用。由于挠性附件结构的挠性... 详细信息

随着航天事业的发展,各种航天器承担的任务越来越多,使得航天器的构型越来越复杂,规模越来越大,许多航天器都带有多个大型挠性附件,这些挠性附件质量轻、刚度低、阻尼小,其弹性振动与系统运动之间存在耦合作用。由于挠性附件结构的挠性变形所引起的惯性作用将可能导致挠性航天器运动失稳,因此,探讨和研究挠性航天器系统的刚柔耦合作用问题是挠性航天器动力学研究的重点。挠性航天器动力学建模中的挠性耦合影响系数是动力学建模中的重要力学概念,它反映了航天器姿态和轨道运动与挠性附件的弹性振动效应。挠性耦合影响系数间的恒等式关系,即惯性完备性准则,是挠性航天器动力学模型降阶和模态截断的重要依据。本文以中心刚体带挠性附件类航天器为研究对象,对其动力学建模及与挠性耦合影响系数相关的问题进行了研究。首先,本文利用混合坐标法对航天器的姿态运动进行描述,建立系统运动学方程,通过利用约束模态法和非约束模态法对系统振动进行展开,并结合牛顿—欧拉法和拉格朗日方程建立系统动力学方程。随后,基于Hughes的研究成果,对约束模态惯性完备性准则进行推导,通过算例仿真分析验证其有效性。通过对系统两种模态的动力学方程进行拉普拉斯变换,探讨它们之间的关系,结合约束模态惯性完备性准则,对非约束模态惯性完备性准则进行详细的推导,并以中心刚体双侧安装太阳帆板和单侧安装太阳帆板的两种模型为算例,重点进行非约束模态仿真计算分析,求解非约束模态挠性耦合影响系数,探讨在中心刚体惯量大于或接近于太阳帆板惯量的情况下,挠性附件与中心刚体惯量比的变化对非约束模态惯性完备性准则有效性的影响。最后,通过系统惯性的概念,推导系统非约束模态固有频率与约束模态参数间的关系,对利用约束模态参数求解系统非约束模态基频的公式进行完善,并以中心刚体带双侧太阳帆板和单侧太阳帆板的两种模型为算例,进行仿真计算分析,探讨挠性附件与中心刚体惯量比的变化对系统非约束模态基频求解公式的适用性及有效性的影响。

关键词：挠性航天器动力学挠性耦合影响系数约束模态非约束模态惯性完备性准则

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