[发明专利]基于绝对节点坐标法的太空粘弹性梁响应预测方法

权利要求书

1.一种基于绝对节点坐标法的太空粘弹性梁响应预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建考虑梁单元阻尼力的太空仿真环境；

基于控制变量法计算不同梁单元参数影响下的阻尼比；

对不同梁单元参数下的阻尼比进行曲线拟合，得到梁单元的拟合阻尼比公式；

根据预期阻尼比和梁单元参数通过拟合阻尼比公式得到梁单元的阻尼系数；

根据梁单元的阻尼系数选择合适的梁单元材料，实现对梁单元振动的有效抑制。

2.根据权利要求1所述一种基于绝对节点坐标法的太空粘弹性梁响应预测方法，其特征在于，所述太空仿真环境是基于绝对节点坐标法建立的，其中所设定的梁单元参数包括梁端点的全局位置矢量r、梁单元横截面的长度l、截面积α、密度ρ、质量m、杨氏模量E和转动惯量I。

3.根据权利要求2所述一种基于绝对节点坐标法的太空粘弹性梁响应预测方法，其特征在于，所述仿真环境是基于梁单元的动力学方程搭建的，所述梁单元的动力学方程表示为：

其中，M为梁单元的恒定质量矩阵，为梁单元的广义坐标向量对时间的二阶导，Q_ela为广义弹性力矢量，Q_c为广义阻尼力矢量，Q_ext为广义外力矢量。

4.根据权利要求3所述一种基于绝对节点坐标法的太空粘弹性梁响应预测方法，其特征在于，所述广义阻尼力矢量具体表示为：

Q_c＝Q_ca+Q_ct

其中，Q_ca为广义轴向阻尼力，Q_ct为广义横向阻尼力。

5.根据权利要求4所述一种基于绝对节点坐标法的太空粘弹性梁响应预测方法，其特征在于，所述广义阻尼力矢量在当梁单元的转速不大或时间步长较小时的简化阻尼模型为：

其中，i₁梁单元单位轴向向量，i₂为梁单元单位横向向量，下标(,e)表示表示梁单元的广义坐标向量对时间的一阶导。

6.根据权利要求1所述一种基于绝对节点坐标法的太空粘弹性梁响应预测方法，其特征在于，所述基于控制变量法计算不同梁单元参数影响下的阻尼比这一步骤，具体包括：

基于对数递减法计算出对数递减率，并得到阻尼比公式；

基于梁单元的多个参数，利用控制变量法计算不同梁单元参数影响下的阻尼比。

7.根据权利要求1所述一种基于绝对节点坐标法的太空粘弹性梁响应预测方法，其特征在于，所述梁单元的拟合阻尼比公式具体表示为：

其中，ζ_Fitting为拟合阻尼比，θ为拟合阻尼比公式中的常量，η_t为梁单元的横向阻尼系数，L为梁单元的长度，E为梁单元的杨氏模量，I为梁单元的转动惯量，ρ为梁单元的密度，α为梁单元的横截面积。