基于Abaqus的悬臂梁结构振动抑制仿真研究文献综述

 2021-11-02 20:43:30

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文 献 综 述进入21世纪后,我国的航天得到了快速发展,在载人航天、深空探测、北斗导航定位系统、新一代通信卫星以及新一代遥感侦察卫星等多个领域取得了重大进展,大型结构在新一代航天器上得到了推广应用。

大型结构由于自身尺寸大、材料模态阻尼小,加上太空环境空气阻力几乎为零,导致其受到扰动极易产生长时间低频振动。

例如在国际空间站第一阶段的装配工作中,移动服务系统(MSS)中的空间柔性机械臂加拿大臂2号(Canada-2)大约工作了47小时,其中约有20%~30%的时间用于等待机械臂自身振动的衰减;而另一型机械臂为了避免产生大幅度的弹性振动,仅展开过程就需要6~8小时,这些都极大地限制了大型结构在航天器上的进一步应用,也是我国在发展新一代航天器时面临的重大问题。

因此对我国来说,不论是从现在、近期或远期,开展大型结构的振动控制的研究具有重要的理论价值和实际工程意义。

机械振动存在于所有机器的各种不同的工作状态中,比如车间机床、航天器、船只等[1] 。

较为强烈的振动不仅会影响到零件工作的稳定性和准确性,特别严重的话还会导致疲劳破坏而缩短结构的寿命或导致共振而损坏结构。

机械振动产生的噪声更是对环境和人类健康产生了重大危害[2]。

由于航天柔性结构的模态阻尼特别低,加上其运行在几乎无外阻的太空环境中,当产生控制操作、自身姿态调整或者太空垃圾撞击时,会产生大幅度振荡,振动频率却很低,通常在 10-1至 10-2 Hz 之间。

如果不采取措施抑制其振动,对于机械臂会影响其运动控制精度;对于其它结构则降低了航天器运行寿命和性能,严重时会造成航天器失效[3]。

如何有效解决航天柔性结构的振动抑制问题,成为了许多学者的讨论热点[4] 。

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