腿式著陸緩沖器的理論模型及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：V423.6學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：629.785密級(jí)：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(jì)研究博士研究生：羅昌杰導(dǎo)師：劉榮強(qiáng)教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：機(jī)械設(shè)計(jì)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(jiǎn)單、質(zhì)量輕、體積小、適應(yīng)工作環(huán)境能力強(qiáng)且不會(huì)對(duì)被保護(hù)對(duì)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(cè)領(lǐng)域中。隨著我國(guó)探月工程項(xiàng)目的啟動(dòng)，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(jì)，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(píng)價(jià)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(jì)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(duì)象，基于其結(jié)構(gòu)對(duì)稱性特點(diǎn)，以Y形蜂窩胞元為研究對(duì)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(jì)算模型和塑性鉸長(zhǎng)度的理論計(jì)算模型。建立金屬蜂窩材料的彈性坍塌應(yīng)力的理論計(jì)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(zhǎng)度的理論計(jì)算模型和現(xiàn)有文獻(xiàn)給出的關(guān)于塑性鉸長(zhǎng)度計(jì)算公式，建立金屬蜂窩材料極限應(yīng)變的理論計(jì)算模型。通過對(duì)18種不同規(guī)格鋁蜂窩試件進(jìn)行實(shí)

4、驗(yàn)，驗(yàn)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(jì)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(jì)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(jì)算模型，通過對(duì)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(yàn)，驗(yàn)證所建立理論計(jì)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(jì)算模型，通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證所建立理論計(jì)

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(jì)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(jì)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(jì)方法，并編制其優(yōu)化設(shè)計(jì)的參數(shù)化程序，以提高緩沖器的設(shè)計(jì)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(jì)算模型，通過對(duì)8種不同相對(duì)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(yàn)，驗(yàn)證所