空间望远镜层合材料镜片展开过程非线性动力学行为分析

摘要：

为了研究空间望远镜柔性子镜展开过程对镜片型面精度和望远镜系统的扰动问题,以花瓣式可展开空间望远镜抛物层合镜片为研究对象,基于绝对节点坐标法,采用考虑初始形态曲率的曲壳单元对镜片的形变位移进行描述,表征了层合镜片几何非线性关系与材料非线性关系下的应变和应力关系.利用虚功原理推导了傍瓣子镜展开过程的耦合动力学方程,考虑了镜片弹性变形与大范围运动的耦合作用.针对使用的曲壳单元和传统建模方式,分别对镜片展开过程进行仿真分析,结果表明使用绝对节点坐标法更有利于描述柔性体大变形与大范围运动的耦合,壳单元在描述曲壳结构时更加精确.铰链驱动力矩能够激发镜片的振荡,特别是在多镜片同时展开时,多柔体的耦合作用会严重影响镜面的型面精度,进而扰动卫星本体的姿态.结论 对空间望远镜的镜面精度和姿态精度的分析与控制具有理论价值和工程实际意义.

关键词：空间望远镜、柔性镜片、层合材料、壳单元、动力学行为

所属期刊栏目：39

分类号：V443;TH113(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：国家自然科学基金面上项目51575126

在线出版日期：2020-04-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1-8