考虑非线性连接构件的大型空间结构动力学建模

【作者】 李新圆； 金栋平；

【机构】 南京航空航天大学航空航天结构力学及控制国家重点实验室；

【摘要】 大型空间结构中大量连接构件的复杂非线性行为,例如摩擦、迟滞和碰撞,给空间结构的动力学预测与分析提出了极大的挑战。为了分析其动力学行为,针对含有大量非线性关节的周期桁架结构,本文提出了一种考虑高阶非线性谐波的频域降阶建模方法。为了克服基于能量一致的经典等效方法的局限性,本文提出了一种基于高阶位移等效的降阶方法,考虑微转动效应以提高精度并避免求矩阵的伪逆。其中为了便于组装,非线性关节在频域中使用多谐波描述函数法转换为非线性刚度矩阵。使用一类含关节的平面周期桁架结构作为算例,比较有限元时域仿真和降阶模型频域扫频的结果以及用时。得出结论,该方法提供了一种高效分析含大量非线性部件的结构动态响应算法,不仅相比仿真扫频用时大大减少,而且与使用传统描述函数法的算法相比,精度得到了明显提高。更多还原