大型空间柔性桁架结构等效建模与动力学分析

发布时间：2024-05-19 22:33

　　大型空间柔性桁架结构具有周期性、大柔度、构型复杂等特点,其等效建模是进行振动控制器设计的关键性技术之一。基于能量等效原理和经典Timoshenko梁理论,对刚性连接的大型空间柔性正三棱柱桁架结构进行了等效建模与动力学分析,采用Taylor展开方法推导了等效梁模型的刚度和质量表达式,对比分析桁架结构与等效梁模型的固有振动特性,二者吻合较好。数值结果表明了等效方法的有效性且等效梁模型具有较高的精度。

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【部分图文】：

图1桁架结构

大型空间柔性正三棱柱伸展臂桁架结构(下文简称:桁架结构)为直线式类梁结构,由典型的空间周期单元构成,结构进入长期服役状态之后,铰链锁定。图1为桁架结构示意图,周期单元由3根纵梁、6根横梁和6根斜杆连接而成,见图2(a)。按照右手定则,在周期单元中心处建立直角坐标系O-xyz,见图....

图3位移分量正方向

式中:ux0,uy0,uz0,θx0,θy0和θz0为空间周期单元中心处的位移和转角。空间周期单元中心处几何方程为:

图4等效梁模型的建立及分析流程图

式中:系数C11,C22,C33,C44,C55,C66的表达式详见附录。计算周期单元动能时忽略位移表达式中应变项,仅考虑其刚体位移,则等效梁模型周期单元的动能表达式为

图2空间周期单元示意图

图1桁架结构{ux(x,y,z)=ux0(x)-yθz0(x)+zθy0(x)uy(x,y,z)=uy0(x)+yεy0(x)+z(-θx0(x)+??12γyz0(x))uz(x,y,z)=uz0(x)....

本文编号：3978549