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在轨对接平台新型抓持机构设计与动力学仿真分析

作　者: 王健
导　师: 赖一楠
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 对接机构动力学分析计算机仿真缓冲力接触力
分类号: V526
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

小型卫星对接机构作为服务航天器与待服务航天器对接的关键设备，对接机构的研制与仿真分析是航天对接领域的关键技术之一。为了有助于对接机构进行合理的方案设计，确保其具有良好的性能，对设计方案进行动力学分析与仿真是极其必要的，运用数学分析方法以及计算机仿真软件的仿真分析，来实现对接机构的科学规范以及安全有效的性能测试分析。本文针对应用于航天器对接的小型卫星对接抓持机构为研究对象，进行抓持机构的方案设计与比较分析，运用数学方法建立抓持机构的数学模型，构造运动及动力学参数方程，并利用计算机仿真软件对抓持机构进行仿真分析，最后，研制物理样机以及对其进行性能及功能测试。本文具体工作内容有：根据对接抓持机构的设计要求，综合比较国内外成型的对接抓持机构方案，设计出了两种不同的对接方案，通过比较各自优缺点来选定最终方案，并对选定方案进行详细的分析论证。运用数学思想建立对接抓持机构的数学模型，包括分析抓接过程中的接触与碰撞问题，利用牛顿欧拉数学方法，建立了对接机构在对接过程中的运动学及动力学参数方程，以及利用Hertz接触理论分析接触力问题，对缓冲件进行缓冲力数学分析，构造了缓冲参数方程。利用Pro/e软件建立抓持机构的三维模型，将模型文件转换格式后导入到动力学分析软件ADAMS中进行动力学的仿真，得到机构运动特性以及动力学参数曲线，对抓接过程中的力和缓冲情况进行分析。通过计算机的仿真分析来验证设计方案的合理性，研制了选定方案的物理样机，同时对物理样机进行静态参数及运动情况检测分析，通过试验对机构的合理性进行了验证，满足功能要求与性能要求。

在轨对接平台新型抓持机构设计与动力学仿真分析

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