航天器布線及柔性件虛擬樣機(jī)技術(shù)研究.pdf

1、航天器內(nèi)電纜種類繁雜,數(shù)目眾多,敷設(shè)過(guò)程復(fù)雜。目前采用的實(shí)物樣機(jī)模擬裝配試驗(yàn)方法效率低且過(guò)于依賴于人工經(jīng)驗(yàn),已不能適應(yīng)當(dāng)前航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。為提高布線效率,縮短航天器裝配周期,國(guó)內(nèi)學(xué)者紛紛開展虛擬布線技術(shù)研究,以期能取代模型試驗(yàn)方法。
　　航天器虛擬布線系統(tǒng)理論上的核心問(wèn)題是電纜等柔性件的建模仿真。現(xiàn)有虛擬裝配系統(tǒng)均是直接從CAD系統(tǒng)中接收剛性零件的幾何模型,缺乏柔性件變形模擬功能,大多以拆線和質(zhì)點(diǎn)彈簧系統(tǒng)代替電纜物理模型。另一

2、方面在應(yīng)用中,航天器虛擬布線系統(tǒng)有其特殊性,即存在著電磁兼容及熱特性等眾多性能約束,不能僅僅考慮碰撞等空間約束。針對(duì)以上兩個(gè)問(wèn)題,本文首先系統(tǒng)總結(jié)航天器用電纜特點(diǎn),歸納其各類性能約束,總結(jié)了航天器布線系統(tǒng)的特殊性與需要解決的核心問(wèn)題,同時(shí)對(duì)航天器虛擬布線進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)。然后著重研究了電纜等線狀柔性體的物理建模問(wèn)題。采用了基于彈性細(xì)桿力學(xué)模型的電纜建模方法,結(jié)合離散微分幾何理論與活動(dòng)標(biāo)架法,建立曲線離散模型。模型中采用Bishop標(biāo)架