基于主动约束阻尼层的次镜支撑结构设计

为了提高空间望远镜次镜支撑结构的动力学性能,利用主动约束阻尼层对次镜支撑结构进行了设计,主动约束阻尼层在柔性结构表面覆盖阻尼材料和压电陶瓷材料,是对柔性结构进行振动抑制的有效手段。首先建立了主动约束阻尼层的有限元模型,采用比例微分控制算法对压电陶瓷进行闭环控制,分析了阻尼材料厚度和控制增益对支撑结构阻尼特性的影响,结果表明增大阻尼层厚度或增大控制增益能够提高结构阻尼特性,但增大阻尼层厚度同时也会降低压电陶瓷的驱动性能。对空间望远镜整体结构的分析结果显示,覆盖主动约束阻尼层后支撑结构的固有频率会略微降低,但是次镜位置的频率响应明显下降,次镜的面型精度也有提高。     

空间机械臂锁紧机构等效线性化分析及验证

空间机械臂的锁紧机构刚度特性具有非线性特征,在开展整臂动力学分析时需要对其进行等效线性化处理,故本文提出了一种基于六维刚度等效的线性化方法并进行了分析验证。建立了锁紧机构单机在预紧状态下的非线性模型,通过非线性计算获取了锁紧机构各向刚度数值,并将其提供给用于模拟锁紧释放机构的BUSH单元。对机械臂整体模型进行了模态分析以及频率响应分析。结果表明:整臂前三阶固有频率为89 Hz、92 Hz和96 Hz,和试验结果最大相差为3%;各组件加速度响应分析结果与试验结果吻合较好,最大相差为8%,证明了提出的线性化方法的有效性。该方法考虑了各向刚度之间耦合关系,并且不必逐一处理锁紧机构接触面,有较强的工程实用价值。