考虑斜拉索松弛的盘绕式伸展臂振动模型.pdf

《考虑斜拉索松弛的盘绕式伸展臂振动模型.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年7月北京航空航天大学学报July2014第40卷第7期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．40No．7考虑斜拉索松弛的盘绕式伸展臂振动模型韩建斌黄海马海波(北京航空航天大学宇航学院，北京100191)摘要：盘绕式伸展臂展开后，由于预紧力的作用，横杆被压缩至弯曲状态，同时斜拉索张紧．振动幅度较大时，斜拉索会松弛．以建立一种可以描述上述情况下盘绕式伸展臂基频特性的模型为目的，针对弯曲横杆及可松弛斜拉索做了如下处理，用较小的弹性模量及相应的预应变来模拟横杆受压弯曲后刚度较小，

2、并具有预应力的特点；用一根可拉压杆模拟两根交替松弛的斜拉索．按照上述思想将松弛前后的盘绕式伸展臂作为两种结构，分别在Ansys中建立模型，计算得到这两种结构的基频．之后将伸展臂等效为满足分段线性刚度特性的连续梁模型，其分段刚度对应斜拉索松弛前后两种结构．结合有限元模型得到的斜拉索松弛判据，建立振幅较大时盘绕式伸展臂的振动方程．使用等价线性化方法，得到盘绕式伸展臂等效频率随端部振幅的变化关系，并用Ansys的瞬态分析对上述等效频率结果进行了仿真验证．上述模型及结果可以作为盘绕式伸展臂的设计指导及振动控制的理论基础．关键词：盘绕式伸展臂；斜拉索；松弛；分段线性；

3、基频中图分类号：V414．2文献标识码：A文章编号：1001—5965(2014)07-0970-08VibrationmodelofcoilablemastconsideringslackdiagonalsHanJianbinHuangHaiMaHaibo(SchoolofAstronautics，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Afterthecoilablemastdeploying，thebattensarecurvedandthed

4、iagonalsaretensionedbe—causeofthepreload．Thediagonalscanbeslackforlargeamplitudevibration．Avibrationmodelwascon—structedtodescribethefundamentalfrequencycharacteristicofthatstatus．Thecurvedbattenandslackofdi—agonalswasconsidered．Thebattenwithsmallstiffnessincurvedstatusandpreloadwa

5、ssimulatedwitharodwithsmallelasticmodulusandcorrespondingstrain，andonerodelementwasmodeledtosimulatetwocableswhichslackedindifferenttime．Thecoilablemastbeforeandafterdiagonalsslackwastreatedastwodifferentstructures，andtheirfiniteelementmethod(FEM)modelswereconstructedwithAnsys．Twof

6、undamentalfre-quencieswerecomputed．Thenthecoilablemastwasequivalenttoacontinuousbeamwithpricewiselinearstiffness，thepricewlsestiffnesscorrespondtothedifferentstructurebeforeandafterthediagonalsslack．Con-sideringthecriterionofdiagonalsslackobtainedwiththatFEMmodel，thevibrationequati

7、onofcoilablemastwithlargeamplitudewasestablished．Usingequivalentlinearizationmethod，therelationshipbetweenequiva-lentfrequencyofcoilablemastandthetop—endamplitudecanbeobtained．TheresultcanbeverifiedwithtransientanalysisofAnsys．Themodelandresultishelpfulforthedesignandvibrationcontr

8、olofcoilablemast．Keywords：