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着陆缓冲技术是重装空投的关键技术之一。通常重装空投中货台会以一个较大的速度着陆,着陆过程中必须采取一定的缓冲措施来保证着陆的安全和平稳,最主要的缓冲手段是气囊缓冲技术。本文以某国防预研课题为背景,基于有限元方法、流固耦合理论、弹塑性动力学,接触力学、刚体运动学及结构优化设计等理论,从气囊缓冲技术的研究入手,对重装空投着陆缓冲中的各项关键技术进行了深入的探讨,主要研究内容如下:(1)考虑到气囊缓冲技术在重装空投中的重要性,首先对气囊的缓冲过程进行研究分析。基于均压方程,利用控制体积法和有限元法相结合的方法,建立气囊缓冲的有限元模型,利用LS-DYNA瞬态有限元分析软件进行气囊的缓冲特性研究,得出其缓冲特性。(2)针对重装空投中载荷高、冲击大的特点,对车载武器系统的底盘进行强度分析。综合考虑了重装空投系统悬架、轮胎、气囊的缓冲效应,建立某重装空系统投着陆缓冲的动力学模型,以货台的位移为激励,计算出悬架在该激励下的响应,并通过分析悬架行程估算出悬架强度是否满足要求。在此基础上基于控制体积法和有限元法,建立了空投缓冲系统的仿真模型,综合考虑了气囊、悬架及可压缩结构的缓冲效应,据此分析了缓冲系统的缓冲特性和车架强度。(3)针对气囊的存在使得重装空投系统的重心增高的特点,对重装空投的稳定性进行了研究。将重装空投软着陆过程分解为两个阶段分别考虑:气囊缓冲阶段及货台与地面接触碰撞阶段。在第一个阶段,基于热力学方程及能量守恒原理,建立了气囊的缓冲模型,分析其缓冲特性,并得到货台与地面接触前的速度及姿态;在第二阶段,基于刚体动力学和接触动力学的方法,建立了货台与地面的碰撞模型,通过对具有水平速度的货台与地面的接触碰撞分析,得到货台碰撞后的速度和转角,据此分析重装空投的稳定性。(4)针对通过经验或者实验方式很难获得比较理想的缓冲特性的特点,提出了气囊的多目标优化方法。以气囊的高度、排气口的面积、气囊的初始压力及泄气压力为设计变量,以货台的过载、货台的着陆速度为优化目标,采用合适的设计试验方法及优化算法,以多学科优化软件mode-FRONTIER为平台,集成了Ls-PrePost、Ls-Dyna等软件,对缓冲气囊进行多目标优化,从而提升气囊的缓冲性能,使货台的过载及稳定性都能比较理想。