腿式着陆器用不同拓扑结构金属蜂窝吸能特性优化设计

摘要

作为一种多孔固体材料的,由于其结构和功能的特殊性,金属蜂窝在缓冲吸能领域应用广泛.为了得到不同拓扑结构下金属蜂窝的异面压缩特性及缓冲特性,为其用于缓冲吸能领域提供依据,应用数值仿真软件Patran/DY-NA对5种不同拓扑结构的金属蜂窝进行了压缩仿真.由于蜂窝结构的多样性,基于PCL语言编写金属蜂窝参数化有限元分析程序,实现有限元模型自动建立.采用全因素实验设计法对仿真点进行了规划,基于仿真结果,使用响应面方法建立了金属蜂窝吸能特性的近似函数模型,并分析模型精度.以金属蜂窝比吸能为优化目标,蜂窝主要结构参数为设计变量,针对腿式着陆器用金属蜂窝缓冲结构进行了优化设计,结果表明正六边形金属蜂窝在五种蜂窝结构中吸能效果最优.