【摘要】：柔性太陽(yáng)翼結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、折疊空間小、使用壽命長(zhǎng)、供電效率高等顯著優(yōu)點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于空間站等大型航天器。但在空間熱環(huán)境中,由于周期性進(jìn)出地球陰影區(qū)產(chǎn)生的突變熱載荷,柔性太陽(yáng)翼結(jié)構(gòu)上容易出現(xiàn)周期性變化的熱應(yīng)力,引發(fā)熱誘振動(dòng)現(xiàn)象。為了確�？臻g站在軌期間電源模塊的穩(wěn)定運(yùn)行,需要對(duì)柔性太陽(yáng)翼的熱誘振動(dòng)進(jìn)行分析。柔性太陽(yáng)翼結(jié)構(gòu)復(fù)雜,規(guī)模龐大,采用傳統(tǒng)的有限元方法進(jìn)行分析時(shí),離散得到的有限元模型自由度往往成千上萬(wàn)階,建模和分析工作會(huì)耗費(fèi)巨大的人力物力。針對(duì)柔性太陽(yáng)翼這種包含周期性重復(fù)單元的大型結(jié)構(gòu),動(dòng)態(tài)子結(jié)構(gòu)法能大量減縮模型自由度,提高建模和計(jì)算效率。本文基于動(dòng)態(tài)子結(jié)構(gòu)方法,建立柔性太陽(yáng)翼子結(jié)構(gòu)模型,研究太陽(yáng)翼熱誘振動(dòng)問(wèn)題。首先,針對(duì)柔性太陽(yáng)翼結(jié)構(gòu)特性,研究了子結(jié)構(gòu)建模方法。然后對(duì)中央桅桿和柔性陣面子結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行模態(tài)分析,通過(guò)與有限元法比較,驗(yàn)證動(dòng)態(tài)子結(jié)構(gòu)法的準(zhǔn)確性,并研究子結(jié)構(gòu)劃分方式對(duì)柔性太陽(yáng)翼動(dòng)力學(xué)問(wèn)題計(jì)算精度和求解效率的影響。最后利用子結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行柔性太陽(yáng)翼熱誘振動(dòng)分析,并選取特征節(jié)點(diǎn)輸出振動(dòng)響應(yīng),通過(guò)與有限元模型計(jì)算結(jié)果的對(duì)比,證明動(dòng)態(tài)子結(jié)構(gòu)方法能夠準(zhǔn)確且高效地求解大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。
【圖文】：

基于動(dòng)態(tài)子結(jié)構(gòu)法的柔性太陽(yáng)翼熱誘振動(dòng)分析方法研究，各模塊功能也發(fā)展得越發(fā)全面。隨著航天器的發(fā)展，其在軌飛行期間對(duì)電源系也在不斷增長(zhǎng)，同時(shí)也促進(jìn)了太陽(yáng)陣列技術(shù)的發(fā)展。出于航天任務(wù)對(duì)高成本效益不斷追求，航天工程師們對(duì)航天器太陽(yáng)電池陣列的結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行了各種改進(jìn)，先裝式、太陽(yáng)槳式、展開(kāi)式等多種構(gòu)型的太陽(yáng)電池，如圖 1.1 所示。

圖 1.2 展開(kāi)式太陽(yáng)翼太陽(yáng)翼簡(jiǎn)介陽(yáng)翼是航天器常用的能量提供裝置，將具有光電轉(zhuǎn)換特性的電池片既定形狀的基板上，構(gòu)成太陽(yáng)翼的主體部分。相同條件下，用于轉(zhuǎn)能功率也就越大，大面積太陽(yáng)電池陣列因此成為航天器能源技術(shù)發(fā)整流罩內(nèi)部空間的限制使得發(fā)射前可折疊儲(chǔ)存的展開(kāi)式太陽(yáng)翼備受陽(yáng)翼的出現(xiàn)極大地增加了太陽(yáng)電池片的鋪設(shè)面積，提高了電源系統(tǒng)務(wù)的開(kāi)展提供了條件。展開(kāi)式太陽(yáng)翼按照發(fā)射前太陽(yáng)陣列的收攏方式太陽(yáng)翼。卷式太陽(yáng)翼的主體部分是一整塊大面積的柔性基板，發(fā)圓柱形以減少體積，入軌后再展開(kāi)；折疊式太陽(yáng)翼主體部分是若干射前各基板折疊收攏于航天器側(cè)面，，入軌后再由展開(kāi)鎖定機(jī)構(gòu)進(jìn)行開(kāi)基板的數(shù)量可分為單板展開(kāi)式和多板展開(kāi)式，其中多板展開(kāi)式太性而廣泛應(yīng)用于各類(lèi)大型航天設(shè)備。式太陽(yáng)翼主要有三種類(lèi)型：剛性太陽(yáng)翼，半剛性太陽(yáng)翼和柔性太陽(yáng)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：V442

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2640671