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空间绳网捕获过程动力学与仿真研究

付杰 庞兆君 司骥跃 石益建 王全

付杰, 庞兆君, 司骥跃, 石益建, 王全. 空间绳网捕获过程动力学与仿真研究[J]. 机械科学与技术, 2020, 39(7): 1133-1138. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190242
引用本文: 付杰, 庞兆君, 司骥跃, 石益建, 王全. 空间绳网捕获过程动力学与仿真研究[J]. 机械科学与技术, 2020, 39(7): 1133-1138. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190242
Fu Jie, Pang Zhaojun, Si Jiyue, Shi Yijian, Wang Quan. Dynamics Simulation of Acquisition Process of Space Net[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(7): 1133-1138. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190242
Citation: Fu Jie, Pang Zhaojun, Si Jiyue, Shi Yijian, Wang Quan. Dynamics Simulation of Acquisition Process of Space Net[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(7): 1133-1138. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190242

空间绳网捕获过程动力学与仿真研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190242
基金项目: 

国家自然科学基金项目 11802130

江苏省自然科学基金项目 BK20170819

详细信息
    作者简介:

    付杰(1994-), 硕士研究生, 研究方向为空间碎片移除技术, fujie882099@163.com

    通讯作者:

    庞兆君, 讲师, pangzj@njust.edu.cn

  • 中图分类号: V423

Dynamics Simulation of Acquisition Process of Space Net

  • 摘要: 空间绳网是一种新型的在轨捕获技术,对解决日益紧张的空间环境问题具有重大意义。基于有限元法,将绳网离散为若干绳段单元,通过对单元的受力分析,推导得到了空间绳网的动力学模型。应用罚函数法建立了绳网与目标的碰撞动力学模型。采用ABAQUS有限元软件建立了空间绳网与捕获目标的仿真模型,并实现了捕获过程的动力学仿真,提出了空间绳网捕获效果评价指标,重点讨论了绳网对于不同目标捕获过程的差异。仿真结果表明:空间绳网与球体目标的碰撞力最大,对于正方体目标包裹性最好,并且碰撞后正方体目标的速度和位移增量最大。
  • 图  1  绳段单元

    图  2  绳网系统构型

    图  3  绳网与捕获目标仿真模型

    图  4  绳网与球体目标碰撞过程

    图  5  绳网与圆柱体目标碰撞过程

    图  6  绳网与正方体目标碰撞过程

    图  7  绳网网口面积变化曲线

    图  8  被捕获目标Z方向碰撞力曲线

    图  9  被捕获目标Z方向速度变化曲线

    图  10  被捕获目标Z方向位移变化曲线

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  • 收稿日期:  2019-06-10
  • 刊出日期:  2020-07-05

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