Die Vernachlässigung von Reibung ist gewöhnlich eine zulässige Annahme für dynamische Berechnungen. Dies gilt bis zu einem gewissen Grad auch für die Analyse von kinematischen Mechanismen, besonders wenn die Haft- und Gleitreibwerte niedrig sind. Allerdings entstehen durch Wechsel im Zustand zwischen Haften und Gleiten Störungen, die besonders bei frei fliegenden Umflugobjekten wegen scharf eingegrenzten Anforderungen an die Dynamik nicht vernachlässigbar sind. Die Wechsel zwischen Haften und Gleiten verursachen Hochfrequenz-Schwingungen, die auf das gesamte System wirken. Die Schwingungsformen in diesem Frequenzbereich tragen zur Bestimmung des Zustandes der Reibpaare bei und haben deshalb auch einen Einfluß auf das globale Systgemverhalten bei niedrigen Frequenzbereichen. Man benötigt zeitintensive Simulationen für die Analyse von kinematischen Mechanismen, deshalb ist es notwendig sehr effiziente Software in Bezug auf Rechengeschwindigkeit, Speicherplatz und graphische Verarbeitung zu verwenden. Darüber hinaus muß es möglich sein, den Zustand von mehreren Reibpaaren gleichzeitig zu betrachten. Die Analyse der Zitterbewegungen des Hubble Space Telescope erforderte die Entwicklung von Software für dieses Problem, da man davon ausgeht, daß eine der Hauptursachen für die Zitterbewegung der Wechsel zwischen statischer und dynamischer Reibung in dem Kompensationsmechanismus zur Kontrolle der Wärmeausdehnung der Solarflügel ist. Mit einem Modell, welches Frequenzen bis 50 Hz berücksichtigt, wurden Simulationen für einen Zeitbereich von 5 Minuten bis 90 Minuten (ein Orbit) durchgeführt. Eine Parameterstudie untersucht den Einfluß der Reibkoeffizienten, die im Vakuum und unter Schwerelosigkeit nur ungenau bekannt sind. Parallel dazu liefert die Auswertung der berechneten Störbewegung des Teleskops bei verschiedenen Stellungen der Solarflügel wichtige Informationen für die Verbesserung der Konstruktion der Solarflügel.
Numerical simulation of stiction-friction induced disturbances
Numerische Simulation von Störungen, die durch Wechsel zwischen stastischer und dynamischer Reibung erzeugt werden
1991
11 Seiten, 13 Bilder, 1 Quelle
Aufsatz (Konferenz)
Englisch
SIMULATIONSPROGRAMM , NUMERISCHES VERFAHREN , STOERVERHALTEN , GLEITREIBUNG , HAFTREIBUNG , REIBBEIWERT , FLUGKOERPER , HOCHFREQUENZ , SCHWINGUNG , NIEDERFREQUENTE SCHWINGUNG , UNGLEICHFOERMIGE BEWEGUNG , RAUMFAHRT , FERNROHR , KOMPENSATION (DEHNUNGSAUSGLEICH) , WAERMEDEHNUNG , SONNENKOLLEKTOR , AUSFALLSICHERE KONSTRUKTION , VAKUUM , SCHWERKRAFT , ZITTERBEWEGUNG
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