柔性充气囊体结构的动力学响应和姿态分析

• 作者: 徐彦 王伟东 王培栋 王珲玮
• 来源期刊: 上海航天
• 学科: 航空航天
• 关键词: 柔性充气囊体 参数建模 有限元法 惯性释放 弹性变形 控制力/力矩 动力学响应 姿态特性
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 页码范围: 169-176
• 页数: 8页
• 分类号: V47

摘要

对主体结构为柔性充气嚢体的某飞行器动力学响应和飞行姿态特性进行了研究.针对球锥外形的柔 性充气嚢体结构,建立参数化模型,基于 ANSYS软件进行柔性充气嚢体静力和动力学响应分析.在静力分析中用 惯性释放法模拟完全无约束的结构,得到控制力作用下的变形、应力和质量参数变化.在动力学响应分析中用完 全法分析了充气嚢体结构在控制力作用下的瞬态动力响应,得到由大幅刚体位移和小幅弹性振动组成的结构位移 响应.建立了充气嚢体的姿态运动方程,基于 MATLAB 自编程序,研究了控制力作用下充气嚢体的姿态动力学特 性,分别分析了不考虑弹性变形和考虑弹性变形两种情况的柔性充气嚢体姿态特性.结果表明：在控制力作用下 充气嚢体的弹性变形不大,绕初始平衡状态发生大幅的刚体位移;控制力产生的弹性变形对充气嚢体的姿态动力 学特性影响较大,姿态分析中需考虑弹性变形引起的质量参数变化.