Kevlar绳索非对称迟滞模型及参数识别

易 琳,王 班,郭吉丰

（浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027）

Kevlar绳索非对称迟滞模型及参数识别

易 琳,王 班,郭吉丰

（浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027）

针对Kevlar绳索准静态加载下出现的非对称迟滞效应,建立能够灵活控制迟滞环形状的推广Bouc-Wen模型以描述高度非对称的迟滞现象.结合数学模型与试验结果特点提出适用于该模型的分步参数识别方法,通过提出的识别方法得到试样模型参数,采用数值计算方法求解模型得到在循环载荷作用下的理论迟滞曲线.结果表明,理论计算值与试验值较吻合,证明了模型的正确性与识别方法的有效性.

迟滞效应；Bouc-Wen模型；Kevlar绳索；参数识别

合成纤维是一种具有高比模量、高比强度和低伸长率的工程材料,由其制作的绳索结构在航空航天、机械、电力和电子工业中得到越来越广泛的应用.其中以Kevlar和Twaron为代表的芳香族聚胺纤维［1］有着优异的机械性能、热性能和化学性能,非常适合于航空航天领域应用,如抗空间碎片碰撞结构、降落伞绳、空间绳系系统等［2-3］.

在对采用芳纶绳索的空间绳系卫星系统进行动力学分析及控制时,考虑卫星刚体动力学模型的同时,还须考虑连接卫星绳索的力学模型.以往的研究多以弹簧阻尼模型来描述绳索的力学行为［4］,该类模型相对简单,有利于降低控制器设计的复杂性和提高计算效率,但在描述绳索的一些非线性特性时与实际相差较大.Cheng等［5］在对单根Kevlar KM2纤维的机械特性研……