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邢晓峰;沈振兴

带复合材料薄壁吊杆卫星的热弹-结构动力学分析。 （英语） Zbl 1518.74027号

机械表演。 234，第3期，1259-1273（2023）.
摘要：低地球位卫星具有柔性附件，可能会发生热致振动，这可能导致卫星故障。因此，对热致动力学行为进行足够准确的预测对于卫星的结构设计至关重要。本文提出了一种广泛应用于航天器吊杆中的复合薄壁管热弹性-结构动力学模型，该模型同时考虑了热弹性和热-结构耦合效应。分别采用热弹性-结构耦合模型和热-结构耦合模式研究了由刚性舱室和柔性吊杆组成的刚-柔性耦合系统在太阳光流作用下的动态响应和稳定性，这是为了说明热弹性耦合效应对系统热致动力学行为的影响。给出了确定系统热颤振条件的无量纲稳定性判据。讨论了层压角、转动惯量、阻尼比和太阳入射角等关键参数对稳定边界和振荡幅度的影响。数值结果表明，在研究航天器复合材料吊杆的热致振动时，应考虑热弹性耦合效应。

理学硕士：

74F05型 固体力学中的热效应
74小时45 固体力学动力学问题中的振动
74H55型 固体力学中动力学问题的稳定性
74E30型 复合材料和混合物性能
70平方米 轨道力学

关键词：

挠性卫星附件;热致振动;热-结构耦合;稳定性判据;热颤振;太阳入射角
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit｛X.Xing｝和\textit｛Z.Shen｝，机械学报。234，第3号，1259--1273（2023；Zbl 1518.74027）
全文： 内政部

参考文献：

[1] EA桑顿；Kim，YA，挠性卷起太阳能电池板的热致弯曲振动，J.Spacecr。火箭，30,4438-448（1993）·数字对象标识代码：10.2514/3.25550
[2] 沈，Z。；Hu，G.，带轴向柔性吊杆的旋转航天器的热诱导动力学，J.Spacecr。火箭，52，5，1503-1507（2015）·doi:10.2514/1.A33116
[3] Thornton，E.A.，Foster，R.S.：快速加热空间结构的动态响应。In:第33届结构动力学和材料会议（1992年）。数字对象标识代码：10.2514/6.1992-2207
[4] 袁，X。；项，Z。，太阳能加热下开口薄壁圆形悬臂梁的热颤振准则，中国。J.Aeronaut。，31, 9, 1902-1909 (2018) ·doi:10.1016/j.ca.2018.07.002
[5] Tran，TQN；惠普Lee；Lim，SP，热激振动作用下复合材料层合板的结构强度分析，Compos。结构。，78, 1, 70-83 (2007) ·doi:10.1016/j.compstruct.2005.08.019
[6] 阿扎迪，E。；南非Fazelzadeh；Azadi，M.，低轨道卫星中智能太阳能电池板的热致振动，Adv.Space Res.，59，6，1502-1513（2017）·doi:10.1016/j.asr.2016.12.034
[7] 张杰。；向，Z。；刘，Y。；Xue，M.，太阳加热下梁的热致振动稳定性，AIAA J.，52，3，660-665（2014）·doi:10.2514/1.J052574
[8] 宋，O。；我·尹。；Librescu，L.，复合航天器吊杆在太阳能加热下的热致弯曲振动，J.Therm。应力，26，8，829-843（2003）·数字标识代码：10.1080/01495730307
[9] 薛，医学博士；Duan，J。；Xiang，ZH，大型空间结构的热致弯扭耦合振动，计算。机械。，40, 4, 707-723 (2007) ·Zbl 1175.74039号 ·文件编号：10.1007/s00466-006-0134-x
[10] 沈，Z。；田强。；刘，X。；Hu，G.，使用绝对节点坐标公式的柔性梁的热致振动，Aerosp。科学。技术。，29, 1, 386-393 (2013) ·doi:10.1016/j.ast.2013.04.009
[11] 刘，L。；曹，D。；黄，H。；邵，C。；Xu，Y.，太阳辐射下姿态机动挠性航天器的热结构分析，国际力学杂志。科学。，126, 161-170 (2017) ·doi:10.1016/j.ijmecsci.2017.03.028
[12] Wang，J。；金，D。；风扇，C。；毕，Y。；苏，X。；刘，G。；Xiang，Z.，通过综合数值和实验方法预测在轨热致振动，《宇航员学报》。，192, 341-350 (2022) ·doi:10.1016/j.actaastro.2021.022年12月42日
[13] 金，D。；风扇，C。；Wang，J。；毕，Y。；苏，X。；刘，G。；Xiang，Z.，细长悬臂吊杆热颤振准则的实验验证，AIAA J.，60，8，5012-5017（2022）·doi:10.2514/1.J061414
[14] Daneshjo，K。；Ramezani，M.，基于三阶剪切变形理论的叠层复合材料板中的经典耦合热弹性，Compos。结构。，64, 3-4, 369-375 (2004) ·doi:10.1016/j.compstruct.2003.09.039
[15] 郑建华；钟，Z。；江，CY，基于内能分解的耦合热弹性理论和相关变分原理，机械学报。罪。，36, 1, 107-115 (2020) ·doi:10.1007/s10409-019-00900-y
[16] 沈，Z。；Hu，G.，太阳光通量下空间薄壁梁的热弹性-结构分析，AIAA J.，57，4，1781-1785（2019）·doi:10.2514/1.J057793
[17] 布洛克，J。；斯特劳贝尔，M。；Wiedemann，M.，《用于太阳帆和太空中其他大型游丝结构的超轻型可展开吊杆》，《宇航员学报》。，68, 7-8, 984-992 (2011) ·doi:10.1016/j.actaastro.2010.09.005
[18] 王，B。；Nie，GH，具有两个压电表面层的初始应力弹性圆柱壳结构的双稳态，Acta Mech。罪。，31, 5, 653-659 (2015) ·Zbl 1345.74039号 ·doi:10.1007/s10409-015-0494-6
[19] Ko、KE；Kim，JH，旋压薄壁组合梁的热致振动，AIAA J.，41，2，296-303（2003）·数字对象标识代码：10.2514/2.1943
[20] 我·尹。；宋，O。；Librescu，L.，受到太阳能加热的复合材料航天器吊杆的振动控制，J.Therm。应力，32，1-2，95-111（2008）·doi:10.1080/01495730802540742
[21] Johnston，JD；桑顿，EA，带挠性附件航天器的热诱导姿态动力学，J.Guid。控制动态。，21, 4, 581-587 (1998) ·数字对象标识代码：10.2514/2.4297
[22] 刘杰。；Pan，K.，卫星和平板多体系统的刚-柔-热耦合动力学公式，Aerosp。科学。技术。，52, 102-114 (2016) ·doi:10.1016/j.ast.2016.02.025
[23] 刘，L。；王，X。；Sun，S。；曹，D。；Liu，X.，双太阳能电池板挠性航天器在太阳辐射下的动力学特性，国际力学杂志。科学。，151, 22-32 (2019) ·doi:10.1016/j.ijmecsci.2018.10.067
[24] Park，SY，具有柔性吊杆的航天器的热诱导姿态扰动控制，太空探索杂志。火箭，39，2，325-328（2002）·数字对象标识代码：10.2514/2.3816
[25] Reddy，JN，《层压复合材料板壳的力学：理论与分析》（2004），纽约：CRC出版社，纽约·Zbl 1075.74001号
[26] 阿玛尼奥斯，EA；Badir，AM，各向异性薄壁封闭截面梁的自由振动分析，AIAA J.，33，10，1905-1910（1995）·Zbl 0851.73028号 ·doi:10.2514/3.12744
[27] 塞格尔，YA；马萨诸塞州博尔斯，《热力学：工程方法》（2015），纽约：麦格劳-希尔，纽约
[28] 兰德，O。；Givoli，D.，《空间桁架的热分析，包括三维效应》，国际期刊《数值方法》。热流体流动，2，2，115-125（1992）·数字对象标识代码：10.1108/eb017484
[29] 薛，M。；丁寅，《大空间结构瞬态热结构分析的两种管元》，国际J·数值。方法。工程师。，59, 10, 1335-1353 (2004) ·Zbl 1041.74551号 ·doi:10.1002/nme.918
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