一种用于捕获太空碎片绳网系统的非线性动力学分析方法

本申请涉及非线性网结构分析，尤其涉及一种用于捕获太空碎片绳网系统的非线性动力学分析方法。

背景技术：

1、太空碎片严重威胁太空飞行器安全，并随着人类对于太空探索的增加，太空碎片的安全隐患也愈发严重。目前应用较为成熟的机械臂抓取去除法，一方面由于机械臂的设计、制造及发射成本巨大，另一方面由于抓取结构无法广泛抓取各种形状的太空碎片，并未取得广泛的应用。

2、因此，为了更加快捷、经济且有效的去除太空碎片，本发明提出一种用于捕获太空碎片绳网系统的非线性动力学分析方法。

技术实现思路

1、本申请提供了一种用于捕获太空碎片绳网系统的非线性动力学分析方法，其技术目的是更加快捷、经济且有效的去除太空碎片。

2、本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种用于捕获太空碎片绳网系统的非线性动力学分析方法，包括：

4、s1：根据实际绳网系统的几何形状，以及被抓取目标的几何形状和绳索材料参数对绳网系统进行离散，得到离散绳网系统；

5、s2：通过离散绳网系统的单元受力状态获得绳网系统内部的弹性力向量；

6、s3：根据弹性力向量构建离散绳网系统的运动方程；

7、s4：根据运动方程和边界条件，对离散绳网系统抓取过程的接触模型进行构建，通过接触模型对绳网系统的非线性动力学行为进行分析。

8、本申请的有益效果在于：本申请所述的用于捕获太空碎片绳网系统的非线性动力学分析方法，根据实际绳网系统的几何形状，以及被抓取目标的几何形状和绳索材料参数对绳网系统进行离散，得到离散绳网系统；通过离散绳网系统的单元受力状态获得绳网系统内部的弹性力向量；根据弹性力向量构建离散绳网系统的运动方程；根据运动方程和边界条件，对离散绳网系统抓取过程的接触模型进行构建，通过接触模型对绳网系统的非线性动力学行为进行分析。从而能够更加快捷、经济且有效的去除太空碎片。

技术特征：

1.一种用于捕获太空碎片绳网系统的非线性动力学分析方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绳索材料参数包括绳索的弹性模量和密度；所述绳网系统的几何形状包括绳网边长和绳网离散单元长度；所述被抓取目标的几何形状包括被抓取目标半径。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，对绳网系统进行离散，包括：将绳网的每个边离散成n个节点，则绳网系统的每个边拥有3n个自由度，表示为：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤s2中，所述获得绳网系统内部的弹性力向量的步骤包括：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，根据弹性力向量构建离散绳网系统的运动方程，该运动方程的连续形式表示为：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤s4中，接触模型的构建包括：

技术总结
本发明公开了一种用于捕获太空碎片绳网系统的非线性动力学分析方法，涉及非线性网结构分析技术领域，解决了现有太空碎片捕获系统的成本较高且适应性不强的技术问题，其技术方案要点是根据实际绳网系统的几何形状，以及被抓取目标的几何形状和绳索材料参数对绳网系统进行离散，得到离散绳网系统；通过离散绳网系统的单元受力状态获得绳网系统内部的弹性力向量；根据弹性力向量构建离散绳网系统的运动方程；根据运动方程和边界条件，对离散绳网系统抓取过程的接触模型进行构建，通过接触模型对绳网系统的非线性动力学行为进行分析。从而能够更加快捷、经济且有效的去除太空碎片。

技术研发人员：黄炜成,邹怀武,刘汉武,杨文淼,何东泽
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14