飞网捕获机构中受约束绳索的建模方法研究

李志相^1,2, 张航蓝², 时军委¹, 杨文淼¹, 赵振^2,?

1. 中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室, 上海 2011092. 北京航空航天大学航空科学与工程学院, 北京 100191

收稿日期:2022-04-22修回日期:2022-05-17出版日期:2023-05-20发布日期:2023-05-20
通讯作者:赵振, E-mail: bhzhaozhen(at)buaa.edu.cn

基金资助:中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室开放课题和国家自然科学基金(11972055)资助

Modelling Methods of Constrained Flexible Ropes in Capture Net System

LI Zhixiang^1,2, ZHANG Hanglan², SHI Junwei¹, YANG Wenmiao¹, ZHAO Zhen^2,?

1. Space Structure and Mechanism Technology Laboratory, China Aerospace Science and Technology Group Co. Ltd., Shanghai 201109
2. School of Aeronautic Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100191

Received:2022-04-22Revised:2022-05-17Online:2023-05-20Published:2023-05-20
Contact:ZHAO Zhen, E-mail: bhzhaozhen(at)buaa.edu.cn

摘要/Abstract

摘要： 针对飞网捕获系统中大量非光滑接触以及刚柔耦合造成的动力学建模困难问题, 提出一个简化模型。该模型将收口绳索与收口环和分离体之间的接触视为滑移关节, 并采用约束方法开展动力学研究。考虑到滑移关节的碰撞, 引入接触刚度, 建立滑移关节的接触动力学方程。利用绝对节点坐标法描述绳索单元, 采用虚功原理建立绳索单元动力学模型; 对于分离体等刚体, 采用四元数描述, 建立刚体含约束动力学方程。对收口系统的收口过程建模仿真, 得到绳索和牵引质量块的运动规律, 并对比不同收口环数目下的收口时间和收口程度。研究结果表明, 收口环的数目增加可以使边线绳收缩得更加紧凑, 但较多的收口环会延长收口时间, 降低收口效率。

引用本文

李志相, 张航蓝, 时军委, 杨文淼, 赵振. 飞网捕获机构中受约束绳索的建模方法研究[J]. 北京大学学报自然科学版, 2023, 59(3): 359-364.
LI Zhixiang, ZHANG Hanglan, SHI Junwei, YANG Wenmiao, ZHAO Zhen. Modelling Methods of Constrained Flexible Ropes in Capture Net System[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2023, 59(3): 359-364.





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