大型撓性空間桁架結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析與模糊振動(dòng)控制

內(nèi)容概要

本書討論了航天器大型空間桁架機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)與模糊振動(dòng)控制，以航天器大型空間桁架結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，建立了一字形、T字形和工字形等幾種典型的結(jié)構(gòu)模型以及單元和整體結(jié)構(gòu)的有限元力學(xué)模型，針對(duì)所建立的各種桁架模型研究了它們的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)問題，在此基礎(chǔ)上研究了大型空間桁架結(jié)構(gòu)的被動(dòng)控制及主動(dòng)控制的理論、技術(shù)和方法；用遺傳算法的基本思想實(shí)現(xiàn)了被動(dòng)阻尼桿和主動(dòng)智能桿的構(gòu)型設(shè)計(jì)和優(yōu)化配置；引入模糊邏輯和模糊控制的理論；設(shè)計(jì)了桁架結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的模糊控制和振動(dòng)控制系統(tǒng)。本書適合高等院校航空航天、固體力學(xué)、機(jī)械工程和計(jì)算力學(xué)等專業(yè)的研究生以及航天、機(jī)械、材料工程等領(lǐng)域的科研人員和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言　第1章　緒論　　1.1　空間桁架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介　　　1.1.1　有效載荷的桁架式結(jié)構(gòu)　　　1.1.2　支撐式桁架　　　1.1.3　平臺(tái)式桁架　　1.2　航天器空間桁架基本問題　　　1.2.1　空間桁架的結(jié)構(gòu)力學(xué)問題　　　1.2.2　航天器空間桁架面臨的特殊問題　　　1.2.3　建模問題　　　1.2.4　桁架結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制問題　　1.3　空間桁架結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制理論、方法與技術(shù)　　　1.3.1　模糊控制理論研究　　　1.3.2　撓性結(jié)構(gòu)主動(dòng)模糊振動(dòng)控制研究　　　1.3.3　智能桿原理　　　1.3.4　空間桁架的振動(dòng)控制技術(shù)　　1.4　本書梗概第一篇　航天器空間桁架力學(xué)性能分析　第2章　空間桁架結(jié)構(gòu)的構(gòu)型及簡(jiǎn)化模型  　2.1　引言  　2.2　桁架的組裝形式    　2.2.1　架設(shè)式桁架    　2.2.2　展開式桁架  　2.3　桁架結(jié)構(gòu)特征分析    　2.3.1　結(jié)構(gòu)組成    　2.3.2　截面構(gòu)型    　2.3.3　空間桁架基本結(jié)構(gòu)單元    　2.3.4　材料特點(diǎn)    　2.4　簡(jiǎn)化模型    　2.4.1　一字形桁架    　2.4.2　T字形桁架    　2.4.3　工字形桁架　第3章  空間桁架的數(shù)學(xué)模型及基本力學(xué)方程    3.1　引言    3.2　基本單元有限元模型    　3.2.1　建?；A(chǔ)   　 3.2.2　桿單元模型    　3.2.3　梁?jiǎn)卧Ｐ?  　 3.2.4　弦單元模型    　3.2.5　集中質(zhì)量單元    3.3　大變形非線性有限元模型   　 3.3.1　非線性基本理論　    3.3.2　空間桿系的非線性有限元模型　    3.3.3　非線性問題示例    3.4　含作動(dòng)器／傳感器智能桁架結(jié)構(gòu)模型 　   3.4.1　作動(dòng)器建模   　 3.4.2　壓電作動(dòng)器機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)建模  　3.5　空間桁架整體力學(xué)模型    　3.5.1　靜力學(xué)方程    　3.5.2　動(dòng)力學(xué)基本方程    　3.5.3　阻尼矩陣    　3.5.4　特征方程與特征問題    　3.5.5　結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)　第4章  空間桁架靜力學(xué)分析  　4.1　引言  　4.2　材料參數(shù)    　4.2.1　參考物理參數(shù)    　4.2.2　空間桁架結(jié)構(gòu)模型參數(shù)  　4.3　一字形石墨環(huán)氧樹脂三角形截面桁架靜力學(xué)分析    　4.3.1　三角桁架有限元模型    　4.3.2　三角桁架物理參數(shù)    　4.3.3　三角桁架仿真結(jié)果    　4.3.4　三角桁架結(jié)果分析　　……　第5章　空間桁架結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性分析第二篇　空間桁架結(jié)構(gòu)的主動(dòng)模糊控制　第6章　模糊控制習(xí)慣基本概念和基本理論　第7章　遺傳算法的基本理論　第8章　基于遺傳算法的空間智能桁架設(shè)計(jì)　第9章　壓電能桁架結(jié)構(gòu)的模糊控制　第10章　智能桁架結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)模糊振動(dòng)控制第三篇　空間桁架結(jié)構(gòu)的被動(dòng)控制　第11章　桁架結(jié)構(gòu)被動(dòng)控制阻尼器原理　第12章　空間桁架結(jié)構(gòu)被動(dòng)控制設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖:第1章 緒論1.1 空間桁架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介這里所說的空間桁架結(jié)構(gòu)是指在各類航天器中采用的桁架結(jié)構(gòu)。目前，國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星、深空探測(cè)器、空間站等大型航天器都向輕型化方向發(fā)展，輕型化的首攻目標(biāo)是航天器的結(jié)構(gòu)。中國(guó)航天器的主承力結(jié)構(gòu)主要采用中心承力筒，而國(guó)外航天器的主承力結(jié)構(gòu)已有很多采用了桁架結(jié)構(gòu)。桁架結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量輕、工藝性好、靈活、易拆裝，且可根據(jù)需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)。因此，桁架結(jié)構(gòu)將具有更廣闊的發(fā)展空問。實(shí)際航天結(jié)構(gòu)中的桁架結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用目的有兩個(gè)：一是用于電子設(shè)備的分離來減少相互間的干擾；二是用來支撐其他結(jié)構(gòu)。前者一般在桁架頂端連接電子設(shè)備，如SRTM（spaceradartopographymission）采用了一個(gè)60m長(zhǎng)的可展開桁架，和平號(hào)空間站同樣也采用了可展開桁架來分離其天線結(jié)構(gòu)以及艙外展開天線。后者桁架主要起支撐作用，主要支撐對(duì)象包括柔性太陽(yáng)帆板、大型天線結(jié)構(gòu)等。其典型代表是國(guó)際空間站；它采用巨大主桁架結(jié)構(gòu)作為骨架，各種艙段、設(shè)備等都掛接在桁架上。除了主桁架，國(guó)際空間站也采用了可展桁架來展開和支撐巨大的太陽(yáng)帆板?？臻g桁架結(jié)構(gòu)按其組裝方式可分兩種：架設(shè)式結(jié)構(gòu)和展開式結(jié)構(gòu)。架設(shè)式桁架上天前是被分解開的，上天后通過航天員在太空進(jìn)行艙外作業(yè)架設(shè)而成。展開式結(jié)構(gòu)的典型代表是可展鉸接桁架，與以往的伸展結(jié)構(gòu)相比，它具有更高的剛度、結(jié)構(gòu)效率、形狀精度等。SRTM上應(yīng)用的和國(guó)際空間站支撐太陽(yáng)帆板的桁架均為可展鉸接桁架。

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