基于增材制造的着陆器仿生缓冲结构的力学特性

于征磊, 曹青, 张钧栋, 沙鹏威, 金敬福, 魏万祯, 梁平, 张志辉

吉林大学学报(工学版) ›› 2024, Vol. 54 ›› Issue (10) : 3077-3084. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221595

基于增材制造的着陆器仿生缓冲结构的力学特性

  • 于征磊, 曹青, 张钧栋, 沙鹏威, 金敬福, 魏万祯, 梁平, 张志辉
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摘要

为满足着陆缓冲器的吸能需求,从缓冲器的缓冲填充材料入手,借鉴Kelvin结构和螺旋结构,运用工程仿生原理,设计并建立了类足球烯仿生结构、多螺旋仿生结构两种结构模型。考虑到着陆器缓冲结构的吸能和可重复利用要求,通过增材制造技术并采用具有形状记忆效应的NiTi合金制备了仿生结构样件,通过模拟和试验对样件的力学特性、吸能和可回复性能进行分析验证。结果表明:通过对比仿真模拟实验和等距静压试验的力-位移曲线,验证了数值模拟的准确性;多螺旋仿生结构具有较好的力学性能,其最大吸能量为3 096.23 J;两种结构的回复率分别高达98.02%和97.12%,类足球烯仿生结构回复率略高。该研究利用增材制造法制备了腿式着陆器缓冲仿生结构,为着陆器缓冲结构仿生设计提供了参考。

关键词

工程仿生学 / 缓冲结构 / 数值模拟 / 增材制造 / 仿生设计

中图分类号

TB17 / V414

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于征磊, 曹青, 张钧栋, 沙鹏威, 金敬福, 魏万祯, 梁平, 张志辉. 基于增材制造的着陆器仿生缓冲结构的力学特性. 吉林大学学报(工学版). 2024, 54(10): 3077-3084 https://doi.org/10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221595

基金

国家重点研发计划项目(2022YFB4600500); 国家自然科学基金项目(51975246); 吉林省科技发展计划项目(20230508045RC); 吉林省发改委项目(2023C041-4); 重庆市科技发展计划项目(CSTB2022NSCQMSX0225)

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