着陆器足垫与月壤竖向冲击简化动力学模型

钟世英; 凌道盛

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.04.011

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2020, Vol. 39 ›› Issue (04) : 87 -92. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.04.011

着陆器足垫与月壤竖向冲击简化动力学模型

钟世英, 凌道盛

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摘要

月面软着陆过程中足垫在冲击条件下的动力响应是着陆缓冲机构设计的重要依据。月壤颗粒受压易碎和散体材料特性对足垫与月壤动力相互作用起控制作用。参考NASA提出的动力控制方程,引入月壤阻尼效应建立足垫-月壤一维竖向冲击数力模型。结合室内试验、数值模拟和模型试验结果,建立月壤状态特性相关力学参数计算模型,构建冲击质量累积模型,采用精细时程积分算法将冲击过程中参数变化纳入方程求解,最终得到不同给定条件(冲击质量、冲击速度)下足垫受力和位移时程曲线和峰值。同时,以冲击质量1.5kg、冲击速度1m/s为例验证了模型计算结果与实测结果具有较好的一致性,可以作为缓冲机构设计冲击力、位移、作用时间输入值的估算模型。