摘   要由于卫星所担负的任务愈来愈多，卫星太阳能帆板作为其最核心的能源供应设备，其应用也越来越普遍。卫星在轨飞行时，若卫星太阳能帆板受到外界干扰而产生碰撞时，便会产生振动，对帆板的正常工作很不利。因此必须对卫星太阳能帆板进行碰撞动力学仿真以确保正常运行，这也是太空卫星研究领域最普遍、最重要的一环。86267

本文所研究的目标是卫星太阳能帆板，对其进行模态分析，分析出卫星太阳能帆板的固有属性，并考虑了影响模态基频的因素。同时构建一个卫星太阳能帆板的碰撞动力学模型，并改变材料的弹性模量，改变碰撞时的速度，对卫星太阳能帆板进行模拟碰撞仿真与讨论，推出卫星太阳能帆板碰撞过程中的动力学响应的规律和结论，为卫星太阳能帆板的设计研究提供一个充分的认识和考虑。

毕业论文关键词：卫星太阳能帆板；碰撞动力学；有限元仿真；模态分析

Abstract With the increasing commitment of satellite missions, satellite solar panels application are increasing, which are the main power supply。 If the solar panels are by outside interference when the satellite in orbit flight, they will vibrate, which is harmful to the normal flight。 So the collision dynamics simulation analysis carried out on the satellite solar panels is an important work of satellite research。

In this paper, the satellite solar panels are seen as the research object, so we will make the modal analysis on them to find the inherent nature of satellite solar panels, and we will consider the factors influencing the modal of the fundamental frequency。 As well, we will set up a satellite collision dynamics model of solar panels by changing the elastic modulus of materials and the speed of the collision impact load to Simulate collision analysis of satellite solar panels。 Finally, we will see the dynamic behavior from the process of satellite solar panels collision, which can give the design research of solar panels a fully understanding and consideration。

Keywords: solar panels; collision dynamics; finite element simulation; modal analysis

目  录

第一章 绪论 1

1。1 工程背景及意义 1

1。1。1 卫星太阳能帆板的发展 1

1。1。2卫星太阳能帆板的结构及特点 2

1。2 有限元法 4

1。2。1 有限元法的基本思想 4

1。2。2数值仿真简介 4

1。3研究现状 5

1。3。1卫星太阳能帆板碰撞动力学问题 5

1。3。2帆板碰撞动力学国内外研究进展 5

1。4 本文的思路 6

第二章 模态分析 8

2。1模态分析简介 8

2。1。1 ANSYS分析的基本步骤 8

2。1。2本文步骤 9

2。2 分析结果 10

2。3 影响卫星太阳能帆板模态基频的因素分析 19

2。3。1 改变材料密度对薄板模态的影响 19

2。3。2 改变薄板厚度对薄板模态的影响 20

2。4 本章小结 21

第三章 帆板自由落体碰撞模型仿真