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大型柔性航天器展开锁定后,运动副中仍存在大量无法消除的间隙. 铰链间隙直接影响柔性航天器的姿态 运动和有效载荷的指向精度及稳定度,会对航天器的动力学特性造成较大的影响. 针对这一问题, 提出一种含间隙铰 接的航天器刚柔耦合动力学建模与控制方法. 首先建立含间隙的铰链精确动力学模型,从而构建含间隙铰接的柔性结构 动力学模型. 然后利用哈密顿原理和模态离散方法,建立含间隙铰接柔性航天器离散形式的刚柔耦合非线性动力学 模型,采用 Newmark 算法对非线性动力学方程进行求解. 基于压电纤维复合材料 (macro fiber composite, MFC) 驱动器 构建航天器的刚-柔-电耦合动力学方程,采用最优控制设计控制律. 分析了铰链参数、中心刚体转动惯量、间隙尺寸和间隙数目对航天器动力学特性的影响,着重研究了铰链间隙对航天器姿态运动和结构振动的影响作用. 最后采用 MFC 驱动器对航天器施加主动控制. 结果表明,铰链参数和中心刚体转动惯量影响航天器的固有频率;随着铰链间隙尺寸的增大及间隙数目的增多,航天器的整体刚度逐渐减小,而航天器的姿态角和振动位移响应不断增大;通过基于 MFC 的主动控制,能够实现含间隙铰接航天器姿态运动与结构振动的协同控制,并缓解间隙对系统动态特性造成的影响. 相似文献
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Ahmet Kahraman 《Nonlinear dynamics》1992,3(3):183-198
The dynamic behavior of a harmonically excited, preloaded mechanical oscillator with dead-zone nonlinearity is described quantiatively. The governing strongly nonlinear differential equation is solved numerically. Damping coefficient-force ratio maps for two different values of the excitation frequency have been formed and the boundaries of the regions of different motion types are determined. The results have been compared with the results of the forced Duffing's equation available in the literature in order to identify the differences between cubic and dead-zone nonlinearities. Period-doubling bifurcations, which take place with a change of any of the system parameters, have been found to be the most common route to chaos. Such bifurcations follow the scaling rule of Feigenbaum.
b half length of the clearance. 相似文献
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一类含间隙振动系统的周期运动稳定性、分岔与混沌形成过程研究 总被引:6,自引:0,他引:6
建立了两自由度含间隙振动系统对称周期碰撞运动的Poincar啨映射方程 ,讨论了该映射不动点的稳定性与局部分岔 .通过数值仿真研究了含间隙振动系统对称周期碰撞运动经叉式分岔、倍化分岔、“擦边”奇异性向混沌转迁的全局分岔过程 相似文献
86.
余燊 《应用数学和力学(英文版)》1984,5(3):1325-1332
The existence and uniqueness theorem of the screw tensor for the finite displacement of a rigidbody is proposed and then proved using the screw calculus. As a consequence, formulae are obtained for determining the screw tensor in terms of the finite displacement data of the rigidbody. 相似文献
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In this paper we are interested in the study of the dynamic behavior of a planar flexible slider–crank mechanism with clearance. Simulation and experimental tests were carried out for this goal. For the simulation tests, we have built the model under the software ADAMS. We used a contact model based on the so called Impact-function. An experimental set-up was designed and built to achieve some experimental validations. The presented results show that, in the presence of clearance, the mechanism responses were greatly influenced. The motion is characterized by the occurrence of three phases: a free motion, a continuous contact motion and an impact motion. In this paper, both the case of the mechanism with rigid link and the case with flexible link were studied. It is shown that in the presence of clearance, the coupler flexibility has a role of suspension for the mechanism. 相似文献
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A mathematical model of a granular medium saturated with a viscous homogeneous fluid is constructed. The steady-state one-dimensional oscillations of cylindrical granules and an incompressible fluid under the action of a plane sonic wave whose length is significantly greater than the cell dimensions are investigated. The steady-state flow of the medium across the cell cross-section and the mean fluid velocity (Darcy’s law) are determined by means of passages to the limits with respect to the frequency and granule mass. The expressions obtained for the soil permeability coefficient under the action of a gravitational hydraulic head are compared with the representations of other authors. 相似文献
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采用稀土自润滑表面处理技术对桑塔纳 JV汽油发动机活塞与活塞环表面进行处理 ,并对原机进行活塞与汽缸、活塞环端口的超小间隙改造 (配缸间隙 - 5~ 2μm,活塞环开口 15 0μm ) ,通过台架试验对超小间隙发动机抗拉缸性能和摩擦功耗进行了考察 ;通过原子力显微镜对活塞表面的微观形貌和摩擦力进行了测试 .结果表明 :经稀土自润滑处理后活塞与活塞环表面产生大量孔穴和大量直径为 6 0~ 12 0 nm的球形聚集物 ,该特征表面明显增强了活塞与活塞环的抗拉缸性能 ,降低了自润滑表面的摩擦力 ,起到了良好的摩擦学改性作用 相似文献
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