基于离散元方法的火星柔性气囊着陆缓冲特性研究
发布时间：2021-08-13 05:20
随着各国的火星探测任务逐渐由环绕探测转向着陆巡游探测,气囊缓冲系统成为新的研究热点。由于数值计算方法研究周期短、研究花费少、数据记录全面可回溯,因此成为研究者进行气囊系统优化设计的首选。不同于前期研究中,利用有限元对气囊参数进行优化的方法,本课题针对火星地表离散型的形貌特征,提出利用离散元建立气囊着陆缓冲特性仿真平台的新方法,实现对气囊着陆环境的高精度还原,便于深入研究着陆环境对气囊系统着陆特性的影响,并针对火星环境进行气囊缓冲着陆特性预测,为火星缓冲气囊优化设计以及着陆点的选择提供参考。气囊是着陆缓冲特性仿真研究的对象,因此研究气囊离散元模型的建模方法,成为搭建着陆缓冲特性仿真平台的首要问题。为实现气囊离散元模型的建立,本文结合离散元思想,将充气气囊微元转化为三维颗粒-弹簧模型,随后利用仿真及理论对颗粒-弹簧模型参数进行匹配,并针对单球气囊,利用离散元软件EDEM完成气囊建模方法的优化。在单球气囊离散元模型的基础上,验证离散元模型可行性、验证离散型冲击表面上气囊缓冲特性的特殊性、获得影响气囊缓冲特性的主要参数。首先通过对缓冲过程的理论推导以及仿真分析,获得过载加速度与各参数之间的函数...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国火星探测计划流程图
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文杂性高，气囊式缓冲装置质量很小、复杂性简单、参数可调、好[8]。与地球相比，火星有着更为严酷的环境，不利于探测器的,10]。 火星环境对着陆缓冲提出新的要求，气囊系统对于火星环如图 1-2 所示，为火星环境与气囊系统特点的对应关系。
并通过仿真与实验的对比分析星地表离散元模型，选择对缓冲特性影响星环境下气囊系统缓冲特性。容开展气囊系统地面研究，可以通过仿开展火星等深空探测软着陆技术的开发提着陆技术地面研究概况方面起步较早，从上世纪 90 年代开始美，并在火星地表成功着陆后，俄罗斯、气囊缓冲系统的研究工作。陆缓冲系统测器与 1996 年 12 月份发射，并与 1997了一种与海盗号完全不同的气囊式着陆缓JPL）完成设计优化工作，然后交由 ILC星探路者号的缓冲气囊系统及其结构尺寸
【参考文献】：
期刊论文
[1]航天器软着陆专利技术综述[J]. 黄达飞,刘京. 中国新技术新产品. 2017(19)
[2]基于离散元方法的月球着陆器冲击月壤过程分析[J]. 梁绍敏,王永滨,季顺迎. 航天返回与遥感. 2017(04)
[3]空间探测技术当前成就及未来发展方向[J]. 党朝辉. 科技中国. 2017(07)
[4]气囊式火星着陆器稳健性优化设计[J]. 卿启湘,卿翔,肖久如,廖惠东. 中国机械工程. 2017(01)
[5]行星软着陆气囊缓冲系统动力学仿真研究[J]. 张华,孟光,刘汉武,韩智超. 振动与冲击. 2016(20)
[6]火星探测发展历程与未来展望[J]. 于登云,孙泽洲,孟林智,石东. 深空探测学报. 2016(02)
[7]全向式多室连通火星着陆缓冲气囊的多目标优化设计[J]. 文桂林,肖久如,尹汉锋,刘志波,卿启湘. 机械工程学报. 2015(15)
[8]已有模拟火星壤力学性质分析及新火星壤研制[J]. 李建桥,薛龙,邹猛,宗魏,肖杰. 吉林大学学报(工学版). 2016(01)
[9]火星进入减速器技术综述与展望[J]. 李爽,江秀强. 航空学报. 2015(02)
[10]气囊着陆缓冲系统冲击动力学模型修正方法[J]. 何欢,倪磊,何成,陈国平. 振动工程学报. 2014(03)
博士论文
[1]工程用模拟火星壤研制与地面力学参数就位估计研究[D]. 薛龙.吉林大学 2017
[2]采样钻具与月壤作用热力特性及温度场预测研究[D]. 崔金生.哈尔滨工业大学 2016
[3]气囊展开及其与环境相互作用计算技术研究[D]. 王喜军.大连理工大学 2015
[4]薄膜结构的有限质点法计算理论与应用研究[D]. 杨超.浙江大学 2015
[5]柔性织物折叠建模技术及展开过程数值仿真研究[D]. 程涵.南京航空航天大学 2013
[6]冲击作用下颗粒介质的动力学特性及尺度关系的理论研究[D]. 叶晓燕.兰州大学 2013
[7]着陆缓冲系统中吸能结构的耐撞性优化[D]. 尹汉锋.湖南大学 2011
[8]火星典型地貌特征知识的描述分类与识别[D]. 王琤.武汉大学 2009
硕士论文
[1]气囊式火星着陆器着陆缓冲过程仿真分析与试验验证[D]. 刘志波.湖南大学 2014
[2]火星探测器软着陆缓冲气囊系统[D]. 杜以军.东华大学 2014
[3]非规则结构车轮/散体模拟月壤相互作用动态仿真系统研究[D]. 刘芳.吉林大学 2013
[4]基于颗粒法安全气囊的建模与仿真[D]. 张雷.吉林大学 2013
[5]全向式多室连通气囊的火星软着陆缓冲特性研究[D]. 雷志华.湖南大学 2013
本文编号：3339829
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国火星探测计划流程图
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文杂性高，气囊式缓冲装置质量很小、复杂性简单、参数可调、好[8]。与地球相比，火星有着更为严酷的环境，不利于探测器的,10]。 火星环境对着陆缓冲提出新的要求，气囊系统对于火星环如图 1-2 所示，为火星环境与气囊系统特点的对应关系。
并通过仿真与实验的对比分析星地表离散元模型，选择对缓冲特性影响星环境下气囊系统缓冲特性。容开展气囊系统地面研究，可以通过仿开展火星等深空探测软着陆技术的开发提着陆技术地面研究概况方面起步较早，从上世纪 90 年代开始美，并在火星地表成功着陆后，俄罗斯、气囊缓冲系统的研究工作。陆缓冲系统测器与 1996 年 12 月份发射，并与 1997了一种与海盗号完全不同的气囊式着陆缓JPL）完成设计优化工作，然后交由 ILC星探路者号的缓冲气囊系统及其结构尺寸
【参考文献】：
期刊论文
[1]航天器软着陆专利技术综述[J]. 黄达飞,刘京. 中国新技术新产品. 2017(19)
[2]基于离散元方法的月球着陆器冲击月壤过程分析[J]. 梁绍敏,王永滨,季顺迎. 航天返回与遥感. 2017(04)
[3]空间探测技术当前成就及未来发展方向[J]. 党朝辉. 科技中国. 2017(07)
[4]气囊式火星着陆器稳健性优化设计[J]. 卿启湘,卿翔,肖久如,廖惠东. 中国机械工程. 2017(01)
[5]行星软着陆气囊缓冲系统动力学仿真研究[J]. 张华,孟光,刘汉武,韩智超. 振动与冲击. 2016(20)
[6]火星探测发展历程与未来展望[J]. 于登云,孙泽洲,孟林智,石东. 深空探测学报. 2016(02)
[7]全向式多室连通火星着陆缓冲气囊的多目标优化设计[J]. 文桂林,肖久如,尹汉锋,刘志波,卿启湘. 机械工程学报. 2015(15)
[8]已有模拟火星壤力学性质分析及新火星壤研制[J]. 李建桥,薛龙,邹猛,宗魏,肖杰. 吉林大学学报(工学版). 2016(01)
[9]火星进入减速器技术综述与展望[J]. 李爽,江秀强. 航空学报. 2015(02)
[10]气囊着陆缓冲系统冲击动力学模型修正方法[J]. 何欢,倪磊,何成,陈国平. 振动工程学报. 2014(03)
博士论文
[1]工程用模拟火星壤研制与地面力学参数就位估计研究[D]. 薛龙.吉林大学 2017
[2]采样钻具与月壤作用热力特性及温度场预测研究[D]. 崔金生.哈尔滨工业大学 2016
[3]气囊展开及其与环境相互作用计算技术研究[D]. 王喜军.大连理工大学 2015
[4]薄膜结构的有限质点法计算理论与应用研究[D]. 杨超.浙江大学 2015
[5]柔性织物折叠建模技术及展开过程数值仿真研究[D]. 程涵.南京航空航天大学 2013
[6]冲击作用下颗粒介质的动力学特性及尺度关系的理论研究[D]. 叶晓燕.兰州大学 2013
[7]着陆缓冲系统中吸能结构的耐撞性优化[D]. 尹汉锋.湖南大学 2011
[8]火星典型地貌特征知识的描述分类与识别[D]. 王琤.武汉大学 2009
硕士论文
[1]气囊式火星着陆器着陆缓冲过程仿真分析与试验验证[D]. 刘志波.湖南大学 2014
[2]火星探测器软着陆缓冲气囊系统[D]. 杜以军.东华大学 2014
[3]非规则结构车轮/散体模拟月壤相互作用动态仿真系统研究[D]. 刘芳.吉林大学 2013
[4]基于颗粒法安全气囊的建模与仿真[D]. 张雷.吉林大学 2013
[5]全向式多室连通气囊的火星软着陆缓冲特性研究[D]. 雷志华.湖南大学 2013
本文编号：3339829
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