腿式著陸緩沖器的理論模型及優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：V423.6學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：629.785密級：公開工學(xué)博士學(xué)位論文工學(xué)博士學(xué)位論文腿式著陸緩沖器的理論模型及優(yōu)化設(shè)計研究博士研究生：羅昌杰導(dǎo)師：劉榮強(qiáng)教授申請學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：機(jī)械設(shè)計及理論所在單位：機(jī)電工程學(xué)院答辯日期：2009年12月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要I摘要腿式著陸器用一次性緩沖器因具有工作可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、體積小、適應(yīng)工作環(huán)境能力強(qiáng)且不會對被保護(hù)對象造成二次傷害等諸多

2、優(yōu)點(diǎn)，從而廣泛地應(yīng)用于星球探測領(lǐng)域中。隨著我國探月工程項目的啟動，開展腿式著陸器用一次性緩沖器緩沖特性及其相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究，以指導(dǎo)腿式著陸器用緩沖器的設(shè)計，具有重要的科技和政治意義。為指導(dǎo)后續(xù)腿式著陸器用緩沖器緩沖特性及其相關(guān)理論的研究，給出腿式著陸器及其緩沖器的結(jié)構(gòu)原理，提出腿式著陸器用緩沖器緩沖性能評價方法，用以系統(tǒng)比較各類腿式著陸器用緩沖器的緩沖特性，為腿式著陸器用緩沖器的設(shè)計提供理論指導(dǎo)。以具有雙倍孔壁厚度的商用六邊形金屬蜂窩

3、為研究對象，基于其結(jié)構(gòu)對稱性特點(diǎn)，以Y形蜂窩胞元為研究對象，根據(jù)能量守恒定理，分別采用Mises屈服準(zhǔn)則和Tresca屈服準(zhǔn)則建立金屬蜂窩材料在異面壓縮下靜態(tài)塑性坍塌應(yīng)力的理論計算模型和塑性鉸長度的理論計算模型。建立金屬蜂窩材料的彈性坍塌應(yīng)力的理論計算模型，分別利用本文建立的金屬蜂窩材料在異面壓縮下塑性鉸長度的理論計算模型和現(xiàn)有文獻(xiàn)給出的關(guān)于塑性鉸長度計算公式，建立金屬蜂窩材料極限應(yīng)變的理論計算模型。通過對18種不同規(guī)格鋁蜂窩試件進(jìn)行實(shí)

4、驗，驗證所建立金屬蜂窩材料異面壓縮下塑性坍塌應(yīng)力、彈性坍塌應(yīng)力及極限應(yīng)變理論計算模型的正確性。為后續(xù)金屬蜂窩材料在不同溫度和應(yīng)變率下的異面壓縮特性研究及腿式著陸器用金屬蜂窩緩沖器的設(shè)計奠定基礎(chǔ)。建立沖擊載荷作用下金屬蜂窩材料塑性坍塌應(yīng)力理論計算模型，通過對12種不同規(guī)格鋁蜂窩試件在沖擊載荷作用下的壓縮特性進(jìn)行實(shí)驗，驗證所建立理論計算模型的正確性。建立不同溫度環(huán)境及應(yīng)變率下金屬蜂窩材料塑性坍塌應(yīng)力的理論計算模型，通過實(shí)驗，驗證所建立理論計

5、算模型的正確性。分析金屬蜂窩材料的緩沖機(jī)理及緩沖特性，提出提高金屬蜂窩緩沖器緩沖性能的方法，為腿式著陸器用金屬蜂窩緩沖器的設(shè)計提供理論依據(jù)。以質(zhì)量和體積最小為目標(biāo)，以滿足設(shè)計條件和保證緩沖器安全可靠工作為約束條件，給出腿式著陸器用金屬蜂窩緩沖器的優(yōu)化設(shè)計方法，并編制其優(yōu)化設(shè)計的參數(shù)化程序，以提高緩沖器的設(shè)計效率。建立沖擊載荷作用下泡沫金屬塑性坍塌應(yīng)力理論計算模型，通過對8種不同相對密度泡沫鋁試件在沖擊載荷作用下的壓縮特性進(jìn)行實(shí)驗，驗證所