一种弹塑性弯曲变形限力结构的建模方法技术

一种弹塑性弯曲变形限力结构的建模方法，首先建立不包括限力结构的着陆探测器多体动力学模型，使用虚质量体与本体转动副连接，与支撑杆滑动副连接，着陆探测器本体与支撑杆间为沿支撑杆轴向的力，然后测量得到实际着陆探测器中限力结构承受力方向、虚质量体沿滑动副方向的位移，进而得到实际着陆探测器中限力结构的塑性变形量，最后根据不包括限力结构的着陆探测器多体动力学模型、所有限力结构动力学模型得到着陆探测器多体动力学模型，进而仿真得到着陆探测器所有限力结构的变形曲线、限力结构受力曲线。本发明专利技术避免了弯曲变形弹塑性材料建模分析使用有限元程序带来的耗时冗长的问题，具有计算效率高、耗时少的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种弹塑性弯曲变形限力结构的建模方法
本专利技术涉及深空探测航天器着陆冲击缓冲预示
，特别是一种弹塑性弯曲变形限力结构的建模方法。
技术介绍
深空探测航天器着陆冲击缓冲是指航天器在地外天体表面着陆时，通过缓冲机构设计减缓着陆过程对航天器本体的冲击，保障航天器着陆过程的安全和稳定。腿式着陆缓冲机构是深空探测航天器的一种重要缓冲形式，其包含“悬臂式”和“倒三角架式”两种构型。“倒三角架式”由于收拢紧凑等优点，广泛应用于收拢要求较高的火星探测领域，如美国的海盗号、凤凰号、欧洲正在论证的Exomars。我国火星着陆探测器同样采用“倒三角架式”构型，其由两根多功能支柱、一根支撑支柱、足垫和压紧释放装置四部分组成。两根多功能支柱完全相同，具备展开收拢和缓冲吸能功能，支撑杆仅起到维持构型的功能。在部分恶劣工况下，当多功能支柱拉杆不能吸收能量时，载荷可通过足垫直接传入支撑杆，使得经由支撑杆传入结构的载荷过大。为了避免对限力结构产生过高载荷冲击，往往在支撑杆根部安装一弹塑性梁方式的限力结构进行缓冲。弹塑性限力结构受力作用将产生材料弯曲变形，从而起到限力缓冲作用。限力结构的弯曲变形直接影响着陆冲击本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹塑性弯曲变形限力结构的建模方法，其特征在于包括如下步骤：(1)建立不包括限力结构的着陆探测器多体动力学模型；(2)使用虚质量体与着陆探测器本体转动副连接，转动副方向与实际着陆探测器中限力结构、支撑杆转动副方向一致，同时虚质量体与支撑杆滑动副连接，滑动副方向沿支撑杆轴向，着陆探测器本体与支撑杆间为沿支撑杆轴向的力Fx；所述的Fx等于实际着陆探测器中着陆探测器本体与支撑杆间的作用力或反作用力；(3)测量虚质量体沿滑动副方向的速度方向，进而得到实际着陆探测器中限力结构承受力方向；所述的承受力包括拉力或压力；(4)测量虚质量体沿滑动副方向的位移，得到实际着陆探测器中当前承受力下限力结构的实际变形...

【技术特征摘要】
1.一种弹塑性弯曲变形限力结构的建模方法，其特征在于包括如下步骤：(1)建立不包括限力结构的着陆探测器多体动力学模型；(2)使用虚质量体与着陆探测器本体转动副连接，转动副方向与实际着陆探测器中限力结构、支撑杆转动副方向一致，同时虚质量体与支撑杆滑动副连接，滑动副方向沿支撑杆轴向，着陆探测器本体与支撑杆间为沿支撑杆轴向的力Fx；所述的Fx等于实际着陆探测器中着陆探测器本体与支撑杆间的作用力或反作用力；(3)测量虚质量体沿滑动副方向的速度方向，进而得到实际着陆探测器中限力结构承受力方向；所述的承受力包括拉力或压力；(4)测量虚质量体沿滑动副方向的位移，得到实际着陆探测器中当前承受力下限力结构的实际变形量为虚质量体沿滑动副方向的位移，获取实际着陆探测器中限力结构对应材料的弹性变形量，进而计算得到实际着陆探测器中限力结构的塑性变形量，其中，塑性变形量＝实际变形量-弹性变形量；(5)重复步骤(2)-步骤(4)完成实际着陆探测器中所有限力结构动力学建模；(6)根据不包括限力结构的着陆探测器多体动力学模型、所有限力结构动力学模型得到着陆探测器多体动力学模型，进而仿真得到着陆探测器所有限力结构的变形曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳翠翠，关晓东，张志娟，于登云，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京,11