本文以“火星科學(xué)實(shí)驗室”的探測器配備的張力錐形充氣式氣動減速器為研究對象,對其進(jìn)行了氣動特性及結(jié)構(gòu)受力特性仿真分析研究。首先,以LaRC的實(shí)驗為參考進(jìn)行數(shù)值算例驗證,驗證了本文數(shù)值方法的正確性。在此基礎(chǔ)上,對充氣式氣動減速器的大氣進(jìn)入過程進(jìn)行了數(shù)值研究,分析了減速器在超聲速流場中的氣動特性,研究發(fā)現(xiàn):在零攻角來流下,減速器周圍流場呈對稱分布。隨著來流速度增大,減速器頭部的滯止壓力和滯止溫度逐漸增大,減速器阻力系數(shù)也逐漸增大。在非零攻角來流下,減速器周圍流場呈不對稱分布。隨著來流攻角增大,減速器頭部駐點(diǎn)位置逐漸由正中心向迎風(fēng)面方向移動,減速器阻力系數(shù)逐漸減小,升力系數(shù)和負(fù)向俯仰力矩明顯增加。采用有限元方法對充氣式氣動減速器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)受力分析和模態(tài)分析,研究了材料厚度、材料彈性模量和氣動壓力作用對減速器結(jié)構(gòu)受力特性的影響,研究發(fā)現(xiàn):改變氣動壓力和材料厚度、材料彈性模量對減速器表面形變和應(yīng)力分布規(guī)律沒有影響,增大氣動壓力會導(dǎo)致減速器表面形變增大,而增大材料厚度和材料彈性模量均會導(dǎo)致減速器表面形變減小。充氣式氣動減速器的振型主要表現(xiàn)為充氣環(huán)的擺動、扭曲或局部形變,隨著階數(shù)的增加,模態(tài)振動固有頻率...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1盤-縫-帶傘示意圖

圖1.1盤-縫-帶傘示意圖火星探路者（MarsPathfinder，M12.7m，縫寬和帶寬分別為名義直徑的下開傘。相較維京號所使用的標(biāo)增加了帶寬，降落傘在超聲速條件下者沿用了該設(shè)計，但火星極地登，調(diào)查結(jié)果顯示此次任務(wù)的失敗可能是根源。（MarsExplor....

圖1.2典型的拖曳型充氣式氣動減速器

消除了大量繩結(jié)，有效地降低了傘的總質(zhì)量[4]。2008年登陸火星的鳳凰號（Phoenix）采用了最初的維京號的盤-縫-帶傘設(shè)計構(gòu)型按比例將名義直徑縮放至11.8m。除了尺寸上的調(diào)整，兩個盤-縫-帶傘最大的不同在于鳳凰號采用了先進(jìn)的材料和架構(gòu)技術(shù)。最終，鳳凰號在距....

圖1.3典型的貼附型充氣式氣動減速器

(a)等張力面形(b)張力錐形(c)環(huán)錐形圖1.3典型的貼附型充氣式氣動減速器典型的貼附型充氣式氣動減速器有等張力面形（Isotensoid）、張力錐形（TensionC錐形（StackedToriodBluntedCone），如圖1.3所示。等張力面形充....

圖2.1有限元分析流程圖

FEM)最早是用于結(jié)構(gòu)問題，還被推廣應(yīng)用到題的重要方法[54]。有限元定律對各實(shí)體單元建立平。于采用不同連接方式和不可以離散為由實(shí)體單元組各單元內(nèi)的近似函數(shù)分區(qū)方程形式?jīng)]有限制，因此限元分析的各步驟可用規(guī)在計算機(jī)上編程和運(yùn)行。

本文編號：4029405