http://bhxb.buaa.edu.cnjbuaa@buaa.edu.cnDOI:10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0234火星进入舱配平翼机构展开冲击动力学分析杨智杰1，王刚2，赵瑞杰1，王春洁3，赵军鹏1，*(1.北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191；2.北京空间飞行器总体设计部，北京100094；3.北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室，北京100191)摘要：在着陆巡视器进入火星大气的过程中，配平翼机构会根据指令由收拢状态展开，并在到达指定位置后锁定，进而将进入舱配平攻角降至合理范围内，因此，其展开动力学性能对后续任务的成败至关重要。以配平翼机构功能的顺利实现为背景，研究复合材料构件的冲击动力学分析方法，建立了其有限元分析模型并基于隐式动力学算法对其展开过程进行了仿真。通过与地面试验结果对比，验证了展开动力学分析模型的正确性。在此基础上，对配平翼机构进入火星大气过程中的2种气动载荷工况下的展开过程进行了分析；基于Hashin理论对碳纤维蒙皮翼板的强度进行了校核，在2种气动载荷工况下各铺层的纤维拉伸、纤维压缩、基体拉伸及基体压缩4种失效模式所对应的失效因子均处于安全范围。可对类似机构的展开冲击问题研究提供参考。关键词：配平翼机构；有限元分析；展开锁定；冲击；Hashin理论中图分类号：V415.4文献标志码：A文章编号：1005-5965（2023）02-0422-08配平翼机构是中国火星着陆巡视器的重要组成部分，其主要作用是在进入舱进入火星大气过程中，通过产生反向气动力矩来抵消质心偏移所产生的气动力矩，从而将进入舱攻角调整至合适范围内，进而为降落伞开伞提供先决条件，因此，火星进入舱配平翼机构的展开动力学性能非常重要。配平翼在由收拢状态展开并锁定的过程中可能会产生较大的冲击载荷，从而引起翼板结构上复合材料的损伤，因此，有必要对配平翼机构展开冲击过程进行分析，验证机构设计的合理性。由于地面展开试验的时间成本和经济成本较高，且难以对配平翼机构进入火星大气过程中的实际工况进行准确模拟，因此，通过计算机仿真分析便成了对配平翼机构展开锁定冲击问题进行分析的重要手段之一。现关于航天器机构展开冲击过程仿真的研究主要包括2种途径：①采用多体动力学理论建立机构的展开动力学分析模型，并基于多体动力学方法进行仿真，其中根据是否考虑机构部件的变形可分为多刚体动力学、多柔体动力学及刚柔耦合动力学分析；②采用有限元理论建立机构的展开动力学分析模型，并基于隐式或显式动力学算法进行...
