挠性航天器结构动力学 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:李东旭

出品人:

页数:586

译者:

出版时间:2010-3

价格:120.00元

装帧:

isbn号码:9787030266545

丛书系列:

图书标签:

挠性航天器
结构动力学
航天工程
振动分析
控制
建模
仿真
柔性结构
空间结构
动力学

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具体描述

《挠性航天器结构动力学》简介了航天器的分类及主要航天器类型，给出了挠性航天器的定义和相关概念，综述了作为航天器典型挠性结构的太阳能电池翼的主要类型，归纳了挠性航天器结构动力学相关问题。在此基础上，以航天器太阳能电池翼为对象，系统地研究了挠性航天器结构动力学的一般问题及特殊问题，包括：一般矩形结构太阳能帆板结构动力学特性分析，圆形结构太阳能帆板力学特性分析，框架式太阳能帆板结构的应变模态特性分析，挠性航天器刚柔耦合动力学分析，挠性航天器太阳能帆板多体结构动力学特性分析，半刚性太阳能电池翼结构动力学特性分析，太阳能帆板非线性结构动力学特性分析，挠性航天器轨道运动与帆板振动的耦合动力学分析。

《挠性航天器结构动力学》旨在为挠性航天器结构动力学问题的研究奠定一般性的理论基础，提供各种不同的解决思路，给出具体多样的分析方法。通过理论推导及数值仿真给出挠性航天器结构动力学特性和规律，所得到的一些结果和结论为挠性航天器姿态控制系统设计、航天器挠性结构设计以及挠性结构的振动控制设计提供了一定的参考。《挠性航天器结构动力学》建立的理论模型、提出的分析方法和采用的一些解题技巧和手段也可作为求解其他挠性结构和一般结构动力学问题的参考。

《挠性航天器结构动力学》可作为高等院校相关专业研究生以及航天领域相关科研人员的参考书。

挠性航天器结构动力学简介《挠性航天器结构动力学》是一本深入探讨航天器结构在太空环境中振动、变形以及能量传递等动态行为的专著。本书旨在为从事航天器设计、分析、试验和运行的工程师、研究人员以及高年级学生提供一个全面而系统的理论框架和实用工具。在浩瀚的宇宙探索征程中，航天器的结构性能直接关系到任务的成败。与地面工程结构不同，航天器通常在低重力、真空、极端温度变化、微流星体撞击等复杂环境中运行。这些因素使得航天器结构表现出显著的“挠性”特征——即其自身的刚度与质量的比例相对较小，容易在外部激励下产生较大的变形和振动。这些振动和变形不仅可能影响航天器的姿态控制精度、科学仪器的工作稳定性，甚至可能威胁到结构的完整性和飞行安全。本书从基础理论出发，系统梳理了航天器结构动力学的核心概念和关键方法。首先，它详细介绍了描述挠性体动力学行为的数学模型，包括连续体动力学方程的建立，如拉格朗日方程、牛顿方程等，以及离散化技术，如有限元方法，如何被应用于构建复杂的航天器结构模型。读者将深入理解如何将微小的结构单元（如杆、梁、板、壳）组合成大型、复杂的航天器整体，并精确描述其在受力作用下的响应。接着，本书重点阐述了航天器结构的模态分析。模态分析是理解结构振动特性的基石，它能够识别出结构的固有频率和振型，这些参数直接决定了结构在外界激励下的行为模式。本书将介绍如何通过解析方法和数值方法（如有限元分析软件）求解模态参数，并探讨如何利用这些信息来预测和避免结构在发射、变轨、对接等过程中的共振风险。此外，本书还深入研究了航天器结构的动力学响应分析。在明确了结构的固有特性之后，需要分析结构在各种外部激励下的动态行为。这些激励源多种多样，包括火箭发射时的振动载荷、轨道上温度变化引起的应力、姿态控制系统产生的推力扰动、以及微流星体撞击等。本书将详细介绍如何运用谱分析、瞬态响应分析、频率响应分析等方法，预测结构在这些激励下的位移、速度、加速度和应力分布，并为减振设计提供依据。本书的一大特色在于其对航天器结构与控制系统的耦合动力学的探讨。现代航天器常常集成复杂的控制系统，用于维持姿态稳定、进行轨道机动或实现精确操作。这些控制系统本身就包含执行机构（如反作用轮、推进器）和传感器，它们对结构的挠性行为非常敏感。相反，结构的振动也会反馈到控制系统，可能导致控制性能下降甚至系统失稳。本书将详细分析这种耦合关系，介绍如何构建考虑结构挠性的控制系统模型，以及如何设计鲁棒的控制策略来抑制结构振动，确保任务的可靠执行。在实际应用层面，本书还涵盖了航天器结构动力学的试验验证方法。理论分析固然重要，但实际的结构动力学行为往往受到材料非线、连接处松动、制造误差等因素的影响。因此，风洞试验、振动台试验、模态试验等验证方法是必不可少的。本书将介绍如何设计和执行这些试验，如何对试验数据进行处理和分析，并将试验结果与理论预测进行对比，以验证模型的准确性并指导后续的优化设计。《挠性航天器结构动力学》还特别关注了新兴的航天器技术和挑战。例如，对于大型空间结构（如太阳能帆板、射电望远镜天线），其挠性程度更高，动力学建模和控制难度也更大。本书会探讨针对这些结构的动力学特性分析和设计方法。此外，对于未来可能出现的柔性机器人、可变形航天器等概念，本书也会触及相关的基础理论和研究方向。总而言之，《挠性航天器结构动力学》是一本集理论深度、方法全面、应用导向于一体的力作。它不仅是理解和掌握航天器结构在太空动态行为的金钥匙，更是指导工程师进行创新设计、解决实际工程问题的宝贵参考。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解挠性航天器结构的复杂性，掌握分析和解决其动力学问题的核心能力，为推动人类的航天事业贡献力量。