[发明专利]一种确定蜂窝缓冲器在着陆缓冲过程中冲击力的方法

摘要

一种确定蜂窝缓冲器在着陆缓冲过程中冲击力的方法，首先在缓冲器内筒、外筒上建立两个坐标系；然后在蜂窝缓冲器着陆过程中，获取两个坐标系的相对位置和冲击速度，并将得到的相对位置将减掉两个坐标系的原始安装长度，得到该时刻的蜂窝缓冲器的作动行程；最后将该时刻作动行程与历史作动行程的最大值或者最小值比较后，计算得到蜂窝缓冲器在着陆缓冲过程中的冲击力，然后更新历史作动行程。本发明方法解决了基于多体动力学模型进行着陆缓冲过程模拟仿真难题，并能达到较高的仿真精度，另外能够实现快速建模与模拟仿真分析，克服了有限元模型计算量大、硬件要求高的缺点。

主权项

一种确定蜂窝缓冲器在着陆缓冲过程中冲击力的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在蜂窝缓冲器内筒上建立坐标系1，在蜂窝缓冲器外筒上建立坐标系2，其中坐标系1、坐标系2的x轴均指向内筒向外筒靠近的方向，y轴均指向内筒外筒径向方向，将坐标系1、坐标系2的相对距离相对于两个坐标系初始距离的位移变化作为蜂窝缓冲器作动行程，蜂窝缓冲器历史作动行程的最大值和最小值初始值为0，负值代表蜂窝缓冲器压缩，正值代表蜂窝缓冲器拉伸；(2)在蜂窝缓冲器着陆过程中的t时刻，获取坐标系1与坐标系2的相对位置和冲击速度，并将得到相对位置将掉坐标系1与坐标系2的原始安装长度，得到t时刻的蜂窝缓冲器作动行程x；所述冲击速度为坐标系1与坐标系2的相对速度；(3)如果t时刻的蜂窝缓冲器的作动行程x大于历史作动行程的最大值或者小于最小值，则转入步骤(4)，否则转入步骤(6)；(4)蜂窝缓冲器在着陆过程中t时刻的冲击力为$\begin{array}{c}\mathrm{\η}\·p_c\·[\frac{1-\tanh (x+x_0)}{2}\mathrm{\δ}(\min -x)+\frac{1-\tanh (x+x_0-\min )}{2}\mathrm{\δ}(x-\min )]+\\ \mathrm{\η}\·p_t\·[\frac{1+\tanh (x-x_0)}{2}\mathrm{\δ}(x-\max )+\frac{1+\tanh (x-x_0-\max )}{2}\mathrm{\δ}(\max -x)]\end{array}$其中，η为蜂窝的硬化效应因子，η＝1+a×v+b×v²，v为冲击速度，a、b对于不同类型的蜂窝均为定值；p_c为静压缩载荷；p_t为静拉伸载荷，对于同类型的蜂窝，p_c和p_t均为定值；tanh(x)为双曲正切函数；x₀为平移量，用于限定双曲正切函数tanh(x)变量的取值；min为历史作动行程的最小值；max为历史作动行程的最大值；δ为bool逻辑函数$\mathrm{\δ}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& x\≥0\\ 0& x\<0\end{array}\right.;$(5)如果t时刻的蜂窝缓冲器的作动行程x大于历史作动行程的最大值，则用t时刻的蜂窝缓冲器的作动行程x替换历史作动行程的最大值，如果t时刻的蜂窝缓冲器的作动行程x小于历史作动行程的最小值，则用t时刻的蜂窝缓冲器的作动行程x替换历史作动行程的最小值；(6)蜂窝缓冲器在着陆过程中t时刻的冲击力为$\frac{1-\tanh (x-x_0-\min )}{2}{f}_c\left(\min \right)+\frac{1+\tanh (x+x_0-\max )}{2}{f}_t\left(\max \right)$其中，$f_c\left(x\right)=\mathrm{\η}\·p_c\·[\frac{1-\tanh (x+x_0)}{2}\mathrm{\δ}(\min -x)+\frac{1-\tanh (x+x_0-\min )}{2}\mathrm{\δ}(x-\min )],$$f_t\left(x\right)=\mathrm{\η}\·p_t\·[\frac{1+\tanh (x-x_0)}{2}\mathrm{\δ}(x-\max )+\frac{1+\tanh (x+x_0-\max )}{2}\mathrm{\δ}(\max -x)].$