柔性空间结构的热-动力学耦合有限元分析

摘要

本文针对柔性空间结构,发展了一种非线性有限元法进行热-动力学耦合分析.包括:薄壁杆系统的瞬态温度场分析和空间结构的几何非线性动力学分析.本文构造了一种一维薄壁杆温度单元,通过增加节点自由度数能够同时模拟横截面平均温度与温度梯度,从而既能提供热轴力、还能提供热弯矩与热双力矩,与动力学分析采用的包含翘曲自由度的欧拉-伯努利梁单元协调一致,形成一个高度非线性的耦合问题.利用该方法分析哈勃太空望远镜太阳翼的热诱发弯扭耦合振动问题,得到与实际观测相符的结果.