充气式气动减速器气动特性和结构力学特性数值分析

发布时间：2025-01-20 16:45

　　本文以“火星科学实验室”的探测器配备的张力锥形充气式气动减速器为研究对象,对其进行了气动特性及结构受力特性仿真分析研究。首先,以LaRC的实验为参考进行数值算例验证,验证了本文数值方法的正确性。在此基础上,对充气式气动减速器的大气进入过程进行了数值研究,分析了减速器在超声速流场中的气动特性,研究发现:在零攻角来流下,减速器周围流场呈对称分布。随着来流速度增大,减速器头部的滞止压力和滞止温度逐渐增大,减速器阻力系数也逐渐增大。在非零攻角来流下,减速器周围流场呈不对称分布。随着来流攻角增大,减速器头部驻点位置逐渐由正中心向迎风面方向移动,减速器阻力系数逐渐减小,升力系数和负向俯仰力矩明显增加。采用有限元方法对充气式气动减速器进行了结构受力分析和模态分析,研究了材料厚度、材料弹性模量和气动压力作用对减速器结构受力特性的影响,研究发现:改变气动压力和材料厚度、材料弹性模量对减速器表面形变和应力分布规律没有影响,增大气动压力会导致减速器表面形变增大,而增大材料厚度和材料弹性模量均会导致减速器表面形变减小。充气式气动减速器的振型主要表现为充气环的摆动、扭曲或局部形变,随着阶数的增加,模态振动固有频率...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1盘-缝-带伞示意图

图1.1盘-缝-带伞示意图火星探路者（MarsPathfinder，M12.7m，缝宽和带宽分别为名义直径的下开伞。相较维京号所使用的标增加了带宽，降落伞在超声速条件下者沿用了该设计，但火星极地登，调查结果显示此次任务的失败可能是根源。（MarsExplor....

图1.2典型的拖曳型充气式气动减速器

消除了大量绳结，有效地降低了伞的总质量[4]。2008年登陆火星的凤凰号（Phoenix）采用了最初的维京号的盘-缝-带伞设计构型按比例将名义直径缩放至11.8m。除了尺寸上的调整，两个盘-缝-带伞最大的不同在于凤凰号采用了先进的材料和架构技术。最终，凤凰号在距....

图1.3典型的贴附型充气式气动减速器

(a)等张力面形(b)张力锥形(c)环锥形图1.3典型的贴附型充气式气动减速器典型的贴附型充气式气动减速器有等张力面形（Isotensoid）、张力锥形（TensionC锥形（StackedToriodBluntedCone），如图1.3所示。等张力面形充....

图2.1有限元分析流程图

FEM)最早是用于结构问题，还被推广应用到题的重要方法[54]。有限元定律对各实体单元建立平。于采用不同连接方式和不可以离散为由实体单元组各单元内的近似函数分区方程形式没有限制，因此限元分析的各步骤可用规在计算机上编程和运行。

本文编号：4029405