氣囊式火星著陸器著陸緩沖過(guò)程仿真分析與試驗(yàn)驗(yàn)證.pdf

1、氣囊式緩沖技術(shù)是工程上常用的一種著陸緩沖技術(shù)，廣泛應(yīng)用于航空、航天以及國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域，可以明顯地降低重要儀器與裝備著陸時(shí)的沖擊載荷，具有結(jié)構(gòu)輕便、緩沖效率高和適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用于火星探測(cè)的著陸系統(tǒng)。
　　由于氣囊式火星著陸器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工況極端、可靠性要求高等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)分析往往涉及多物理場(chǎng)、大規(guī)?？茖W(xué)計(jì)算，其計(jì)算“效率”與“精度”已成為相關(guān)領(lǐng)域的瓶頸問(wèn)題?；诔闫脚_(tái)來(lái)解決上述瓶頸問(wèn)題，構(gòu)建基于超算平臺(tái)的火星著陸器優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)

2、火星探測(cè)工程與裝備的設(shè)計(jì)研發(fā)具有重大意義。
　　本文基于超算平臺(tái)，以CAE數(shù)值模擬分析技術(shù)為基礎(chǔ)，采用有限元仿真與試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法研究了氣囊式火星著陸器的著陸緩沖性能。主要有以下工作:
　　(1)基于國(guó)內(nèi)外各類(lèi)型緩沖裝備的技術(shù)與功能指標(biāo)，以及現(xiàn)有著陸裝備的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，提出氣囊式著陸器的總體設(shè)計(jì)方案，并完成物理模型的制作;
　　(2)基于著陸器著陸緩沖過(guò)程的實(shí)際工況，結(jié)合有限元仿真模型的計(jì)算結(jié)果以及其驗(yàn)證的需要，提出

3、了火星著陸器試驗(yàn)臺(tái)架的總體設(shè)計(jì)方案，并完成了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及主要部件的強(qiáng)度、剛度和可靠性校核;
　　(3)基于氣囊的控制體積算法，結(jié)合LS-DYNA有限元分析軟件，建立氣囊式火星著陸器的有限元模型，并提交到超算平臺(tái)，對(duì)其著陸過(guò)程進(jìn)行仿真分析，得到著陸艙體質(zhì)心的加速度曲線和緩沖氣囊的壓力變化曲線;
　　(4)對(duì)氣囊式火星著陸器物理模型進(jìn)行著陸緩沖試驗(yàn)，測(cè)得試驗(yàn)過(guò)程中著陸艙體的加速度變化曲線與氣囊壓力變化曲線。將火星著陸器物理模型的緩