第41卷第1期2024年2月文章编号：1000-4939(2024)01-0100-06应用力学学报ChineseJournalofAppliedMechanicsVol.41No.1Feb.2024IKAROS太阳帆第一阶段展开过程的动力学行为分析胡伟鹏',淮雨露",徐萌波",薛荣刚²,邓子辰（1.西安理工大学土木建筑工程学院，710048西安;2.北方工程设计研究院有限公司，050011石家庄；3.西北工业大学力学与土木建筑学院，710072西安)摘要：空间结构的在轨展开涉及到复杂的高维强非线性动力学问题，这些动力学问题的建模及仿真技术是航天动力学领域的难题，也是对在轨展开过程施加控制的前提条件。本研究以IKAROS太阳帆在轨第一阶段展开过程为例，基于哈密顿变分原理，建立中心刚体-主动伸长柔性梁耦合动力学模型；采用保结构分析方法，关注动力学系统的局部动力学行为，在恒定转矩驱动和恒定功率驱动两种工况条件下，对IKAROS太阳帆第一阶段展开过程进行仿真；发现两种工况条件下的中心刚体转动角速度演化规律差别显著，恒定转矩做功将导致中心刚体的转动稳定性变差，同时，恒定功率驱动工况下,IKAROS太阳帆第一展开阶段节能效果较好。关键词：IKAROS太阳帆；中心刚体-主动伸长柔性梁模型；保结构；在轨展开；动力学中图分类号：0322(1.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,Xi'anUniversityofTechnology,710048Xi'an,China;2.NorendarInternationalLtd.,050011Shijiazhuang,China;3.SchoolofMechanics,CivilEngineeringAbstract:Theon-orbitdeploymentofthespatialstructureinvolvesthecomplexhigh-dimensionalnonlineardynamicproblems,theanalysisonwhichisoneofthechallengesintheastrodynamicsfieldandthepreconditionofperformingthecontrolstrategyontheon-orbitdeploymentprocess.Inthispaper,takingthe1stdeployingstageoftheIKAROSsolarsailasanexample,theflexiblestretchinghub-beammodelisproposedandthedynamicequationforwhichispresentedbasedontheHamiltonianvariationalprinciple.Employingthecomplexstructure-preservingmethodwhichfocusesonthelocaldynamicbehaviorsofthesystem,theIstdeployingprocessoftheIKAROSsolarsailissimulatedundertwoworkingconditions收稿日期：2022-12-02基金项目：国家自然科学基金资助项目（No.12172281;11972284）；陕西省“先进装备关键动力学”科技创新团队资助项目（No.2022TD-61）；陕西高校“空间太阳能电站动力学与控制”青年教师创新团队资助项目；陕西...
