大范围运动柔性索网多体系统动力学理论建模与仿真

项目名称： 大范围运动柔性索网多体系统动力学理论建模与仿真

项目编号： No.11402281

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 董富祥

作者单位： 中国空间技术研究院

项目金额： 26万元

中文摘要： 柔性索网具有材料本构关系复杂、抗拉刚度大与抗弯刚度极低等特点，其运动过程几何非线性变形大、纤维间相互作用关系复杂，甚至可能发生缠绕，这些给柔性索网动力学理论建模与仿真带来了极大挑战。本项目以大范围运动柔性索网为研究对象，研究探索柔索等效力学模型及各类柔索力学模型的适用条件，建立空间常用柔索材料等效力学模型参数库，以此为基础研究柔性索网动力学建模方法和仿真算法，开展空间大范围运动柔性索网接触点搜索、碰撞瞬时切换条件及碰撞动力学全局仿真方法，探索大变形柔性索网空间大范围运动缠绕机理，并以空间大型可展开网面天线为背景，突破其在轨展开过程防索网缠绕折叠技术。在以上研究基础上，开发基于参数化的空间大型柔性索网动力学仿真与缠绕特性评估软件。该课题研究不仅可为大自由度复杂系统动力学问题理论建模和数值仿真积累经验，而且对于提升我国带大型可展开网面结构的航天器设计、分析和故障预案处理水平均有重要价值。

中文关键词： 大范围运动；柔性索网；多体系统动力学；建模与仿真；接触碰撞

英文摘要： Flexible cable nets usually have some common features such as complex constitutive relation, high tension stiffness, low bending and torsion stiffness, the geometry nonlinear deformation during their motion is large and the interaction among yarns is comp

英文关键词： large overall motion；flexible cable nets；multibody system dynamics；modeling and simulation；contact and impact