大型柔性空间结构热-非线性动力学耦合有限元分析

摘要

该文从三维固体力学基本方程和虚功原理出发,考虑几何非线性和截面翘曲的影响,发展了一种热-动力学耦合分析薄壁杆单元,并采用Newmark方法和Newton-Raphson迭代联合求解。其大转动问题采用Rodrigues公式考虑,其截面温度分解为平均温度和摄动温度。该文将瞬态温度场分析和几何非线性很好地统一起来,大大降低了计算规模,为复杂柔性空间结构的热-动力学分析提供了一套求解方案。通过与文献中的数值算例比较,验证了该方法的可靠性。利用该方法分析哈勃望远镜的太阳翼,解释了其扭转振动和动力屈曲等问题。