撓性航天器結構動力學

前言
第1章 緒論
1.1 航天器簡介
1.1.1 航天器的分類
1.1.2 衛(wèi)星
1.1.3 空間探測器
1.1.4 無人貨運飛船
1.1.5 載人航天器
1.2 撓性航天器的概念
1.2.1 相關概念定義
1.2.2 剛性航天器與撓性航天器
1.3 太陽能電池片、太陽能電池陣、太陽能電池陣結構
1.3.1 航天器能源
1.3.2 太陽能電池片
1.3 .3太陽能電池陣
1.3.4 太陽能電池陣結構的概念
1.3.5 貼身式太陽能電池陣結構
1.3.6 對稱式太陽能電池帆板
1.3.7 非對稱式太陽能電池翼
1.3.8 組合式太陽能電池翼
1.3.9 新型太陽能電池陣結構
1.4 撓性航天器結構動力學問題
1.4.1 撓性航天器典型事故及事故分析
1.4.2 結構的特殊性帶來的問題
1.4.3 太空環(huán)境的特殊性帶來的問題
1.4.4 航天器運動干擾帶來的問題
1.4.5 面臨的挑戰(zhàn)
1.4.6 撓性航天器結構動力學分析相關問題
1.5 本書焦點
1.5.1 研究對象
1.5.2 研究任務
參考文獻
第2章 撓性航天器太陽能電池翼構型分析及其簡化模型
2.1 引言
2.2 太陽能電池翼構型分析
2.2.1 太陽能電池翼主要的結構形狀
2.2.2 太陽能電池翼結構的共性
2.2.3 太陽能電池翼結構的個性
2.2.4 太陽能電池翼連接部件的結構特點分析
2.3 太陽能電池翼結構的類型
2.3.1 分類原則
2.3.2 撓性系數(shù)
2.3.3撓性定義
2.3.4 撓性帆板的分類
2.4 常用太陽能電池翼結構的簡化模型
2.4 .1懸臂梁模型
2.4.2 懸臂板模型
2.4.3 剛柔耦合模型
2.4.4 帶剛性邊框的撓性帆板模型
2.4.5 半剛性電池翼模型
2.4.6 帆板部件模型
2.5 小結
第3章 撓性結構相關力學基本問題及基礎理論
3.1 引言
3.2 固體力學的基本概念
3.2.1 強度問題
3.2.2 剛度問題
3.2.3 穩(wěn)定性問題
3.2.4 本構關系
3.2.5 邊界條件
3.3 固體力學基本方程
3.3.1 平衡方程
3.3.2 幾何方程
3.3.3 物理方程
3.3.4 彈性力學基本方程的矩陣表示
3.4 結構動力學的基本理論
3.4.1 結構的動力學特性
3.4.2 結構動力學基本方程
3.4.3 結構動力學特征值問題——微分方程的齊次解
3.4.4 結構動力學動力響應問題——微分方程的非齊次解
3.5 求解固體力學問題的有限單元法基本理論與方法
3.5.1 有限元法的基本思路
3.5.2 單元的位移、應變與應力
3.5.3 剛度矩陣、質(zhì)量矩陣、結點力向量
3.5.4 有限元推導結構動力學方程的基本思路
3.6 結構動力學系統(tǒng)的基本特性
3.6.1 固有頻率與固有模態(tài)的特性
3.6.2 展開定理
3.6.3 特征值的有序性
3.6.4 特征值的隔離定理
參考文獻
第4章 太陽能電池翼基本構件和單元的結構動力學模型
4.1 引言
4.2 常見基本構件的結構動力學解析模型
4.2.1 弦的振動
4.2.2 薄膜的振動
4.2.3 薄板的振動
4.2.4 計算板橫向振動的近似方法
4.2.5 圓板的橫向振動
4.2.6 桿的縱向振動
4.2.7 桿的扭轉振動
4.2.8 桿的橫向振動
4.3 常見基本構件的結構動力學有限元模型
4.3.1 縱向振動桿單元
4.3.2 橫向振動梁單元
4.3.3 扭轉振動桿單元
4.3.4 空間梁單元
4.3.5 板單元
4.3.6 連接單元
參考文獻
第5章 一般矩形結構太陽能帆板結構動力學特性分析
5.1 引言.
5.2 矩形太陽能帆板結構特點分析
5.3矩形帆板模態(tài)分析的數(shù)學模型
5.3.1 解析模型
5.3.2 半解析模型
5.3 .3有限元模型
5.4 太陽能帆板展開狀態(tài)整體有限元模型
5.4.1 帆板結構展開狀態(tài)
5.4.2 帆板展開狀態(tài)有限元模型
5.4.3 基板連接件連續(xù)條件處理
5.4.4.帆板部件的有限元模型
5.4.5 部件單元的有限元劃分
5.5 數(shù)值計算及結果分析
5.5.1 基板模態(tài)
5.5.2 連接結構對結構系統(tǒng)動力學特性的影響
5.5.3 基板剛度和偏心對結構系統(tǒng)動力學特性的影響
5.5.4 基板振型圖
5.5.5 結果分析
5.6 小結
參考文獻
第6章 圓形太陽能帆板力學特性分析
6.1 引言
6.2 模型簡化
6.2.1 物理模型
6.2.2 基本假設
6.2.3 構型分析及模型簡化
6.2.4 圓形帆板的參數(shù)分析
6.3 數(shù)學模型
6.4 靜力學問題數(shù)值仿真分析
6.4.1 有限元離散
6.4.2 薄膜單元、各向同性、有張力展開狀態(tài)線性靜力學分析
6.4.3 薄膜單元、正交異性、有張力展開狀態(tài)靜力學計算
6.4.4 薄膜單元、各向同性、溫度載荷下的靜力學計算
6.4.5 薄膜單元、正交異性、溫度載荷下的靜力學計算
6.4.6 薄板單元、各向同性、有張力展開狀態(tài)非線性靜力學分析
6.5 帆板屈曲前的動力學特性分析
6.5.1 有限元模型
6.5.2 各向同性薄膜帆板的非線性動力學特性分析
6.5.3 正交異性薄膜帆板的特征值分析
6.5.4 薄膜厚度和溫度載荷對非線性動力學特性的影響
6.5.5 非線性薄膜模型與非線性薄板模型的動力學特性比較
6.5.6 線性薄板模型與非線性薄板模型的動力學特性比較
6.5.7 帆板邊數(shù)對頻率和振型的影響
6.6 帆板屈曲后的動力學特性分析
6.6.1 分析方法
6.6.2 分析方法二
……
第7章 框架式太陽能帆板結構的應變模態(tài)特性分析
7.1 引言
7.2 動力學基本方程
7.3 結構的應變模態(tài)
7.4 基于板式模型的太陽能帆板應變模態(tài)分析
7.5 周邊為剛架的框架式太陽能帆板應變模態(tài)分析
7.6 具有“工字形”剛架的框架式太陽能帆板應變模態(tài)分析
7.7 周邊為剛架的框架式太陽能帆板動力響應分析
7.8 小結
參考文獻
第8章 撓性航天器剛柔耦合動力學分析
8.1 引言
8.2 剛柔耦合系統(tǒng)動力學基本問題
8.3 航天器-梁式撓性結構系統(tǒng)剛柔耦合動力學分析
8.4 航天器-板式撓性結構系統(tǒng)剛柔耦合動力學分析
8.5 撓性航天器在軌飛行中的剛柔耦合動力學分析
8.6 小結
參考文獻
第9章 撓性航天器太陽能帆板多體結構動力學分析
9.1 引言
9.2 多體結構動力學基本理論
9.3 航天器太陽能帆板多體結構動力學模型
9.4 太陽能帆板結構的特征問題分析
9.5 太陽能帆板多板結構的動力學分析
9.6 含連接支架的太陽能帆板多體結構整體動力學分析
9.7 小結
參考文獻
第10章 半剛性太陽能電池翼結構動力學特性分析
10.1 引言
10.2 半剛性太陽能電池翼的物理模型
10.3 半剛性太陽能電池翼整體動力學模型及特性分析
10.4 半剛性太陽能電池翼的有限元模型
10.5 單板力學特性分析
10.6 主展開桁架力學特性分析
10.7 半剛性太陽能電池翼整體力學特性分析
10.8 小結
參考文獻
第11章 太陽能帆板非線性結構動力學特性分析
11.1 引言
11.2 撓性航天器結構系統(tǒng)的一般模型
11.3 大撓性太陽能帆板的非線性梁模型
11.4 大撓性太陽能帆板的非線性板模型
11.5 太陽能帆板非線性振動仿真分析
11.6 小結
參考文獻
第12章 撓性航天器軌道運動與帆板振動的耦合動力學分析
12.1 引言
12.2 航天器在軌飛行運動學特性分析
12.3 載荷分析
12.4 軌道飛行運動參數(shù)對太陽能帆板靜變形的影響分析
12.5 軌道飛行對太陽能帆板振動特性影響分析
12.6 小結
參考文獻