對接與樣品轉移機構的結構設計及動力學仿真.pdf

1、航天器交會對接是載人航天工程的一項關鍵技術。幾乎所有的載人航天使命中（如天地往返運輸、大型航天器的在軌裝配與長期營運、航天器在軌服務、太空救援、登月以及星際航行等），都要應用交會對接技術。交會對接使命包括交會、對接、聯(lián)合飛行、分離以及分離后的軌道轉移等一系列任務，而對接機構又在這一些列任務中扮演著重要的角色。本文以探月三期工程為研究背景，設計出滿足功能與性能指標要求的對接機構。
　　 首先，對國內外的強碰撞式與弱碰撞式交會對接機

2、構進行調研。根據(jù)對接與樣品轉移分系統(tǒng)技術要求對調研方案進行方案論證，最終得出較為適合探月三期工程任務要求的方案。依據(jù)探月三期對接與樣品轉移分系統(tǒng)技術指標與性能指標要求，對將要設計的對接與樣品轉移機構的質量特性、剛度與承載要求、功耗要求、工作時間、結構輪廓尺寸等指標進行規(guī)范。在此基礎上設計出符合各項指標要求的對接與樣品轉移機構。
　　 由于飛行器在發(fā)射和地月轉移過程中會出現(xiàn)較大的振動，為保證設計的機構有足夠的強度與剛度并能避免自身

3、固有頻率接近火箭發(fā)射時的激勵頻率，需用Hypermesh、Nastran、Patran等有限元軟件對結構模型進行抗力學適應性分析。
　　 在完成對接機構的有限元設計后，應用空間閉合矢量（空間多邊形）方程對對接與樣品轉移機構主動部分與被動部分的接觸點進行確定。然后運用牛頓—歐拉法分別建立對接過程各階段的動力學方程。
　　 在完成動力學數(shù)學模型的基礎上，為保證樣品轉移成功，整個模型需要進行動力學仿真。仿真前需對仿真環(huán)境與模型