空间带网展开动力学与仿真研究

空间飞网技术因其结构简单可靠,易于实现等特点,成为空间碎片抓捕研究热点。本文使用强度更高,缠绕较少的空间网带替代传统绳网,并对其动力学模型进行研究。首先,采用多种弹簧的弹簧-质点法建立了空间带网动力学模型,进行了带网自由悬垂仿真。并通过与ABAQUS所建立的仿真模型进行对比,验证了动力学模型的正确性,并讨论了剪切弹簧与弯曲弹簧对模型的影响。其次,进行了带网与绳网抛射展开对比仿真,测试带网发射性能。最后,分别进行了空间带网的直接抛射展开与旋转展开仿真,讨论了两种展开方式对空间带网展开的影响。结果表明：抛射展开展开速度快,最大展开面积高,旋转展开过程平稳,两者保形时间相同。可见抛射展开优于旋转展开。     

空间带网抛射展开参数分析

随着空间碎片对航天器及航天员威胁的日益增加,采用飞网的空间碎片清理技术已成为研究热点。本文采用强度更高,缠绕现象少的空间带网代替传统飞网。基于弹簧质点法采用MATLAB进行了抛射展开过程仿真。为了能更好的模拟带网发射过程,本文提出了空间带网抓捕效果评价指标。并对带网的结构参数进行敏感性分析,讨论结构弹簧弹性系数和剪切弹簧弹性系数对展开过程的影响。其次对发射参数进行分析,讨论发射速度、发射角度和质量块质量对展开过程的影响,为带网的抛射展开提出参数选取依据。结果表明较大弹性系数有利于带网展开过程,发射时不宜选取过大发射速度、发射角度及质量块质量。     

绳系释放时的航天器耦合动力学分析

本文研究了绳系释放对于航天器刚体姿态的影响.基于离散的系绳黏弹性模型,建立了航天器和系绳间刚-柔耦合的时变非线性动力学模型.以Kissel释放控制律为例,研究了系绳自由释放及受控释放时航天器姿态动力学问题,揭示了绳系释放对于航天器本体姿态的影响规律.结果表明,系绳自由释放末的冲击可致航天器旋转,而受控系绳释放使航天器产生绕其局部平衡位置的振荡.航天器初始姿态对绳系航天器的释放动力学具有显著影响.     

六边形柔性绳网展开过程仿真与试验

柔性绳网在工程领域应用广泛,它具有复杂的非线性行为,其建模仿真研究是数值仿真领域的一大难点。针对六边形柔性绳网系统的发射展开过程,建立了动力学模型,利用ABAQUS有限元仿真软件,实现了对柔性绳网展开过程的动力学仿真研究。同时,开展了柔性绳网地面发射试验,试验结果表明：绳网展开过程的网形、张开面积与模型仿真结果基本吻合,说明所建立的动力学模型准确、可靠,有限元法可用于柔性绳网的仿真研究。