火星，你好！

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2017年秋，原计划在北京召开的达索SIMULIA中国年会，因国家大事而推迟并改变会议地点。

为了能在2017达索年会上再次见到清华大学庄茁教授、上海交通大学江丙云博士，以及与相识不曾相见的清华大学杜显赫博士会面，在争取单位领导的同意后，从上海乘坐十几个小时的卧铺到达南国深圳，当晚即与江博、杜博相聚，相谈甚欢。会议期间认识了中国石油大学的沈新普教授、华为的几位优秀工程师，听了庄教授的主场报告。晚宴上本想向庄教授敬酒，可惜庄教授做完报告即返京。

本来只是写了一篇简单的技术论文，投稿只为参会，没想到达索竟然邀请我在航空航天国防分会场作报告。于是，我就做了几页简单的PPT，作了题为《深空探测器复合材料结构安全裕度分析》的报告，介绍了一下我跟同事在深空探测器研制工作中的一点分析技术。

在互联网上，很容易搜到下面这篇文章。杜冬博士是我师傅，是我的航天职业生涯的引路人。王建炜博士是这次发射的火星探测器研制任务中由我们部门承担的研制任务的负责人和主要完成人。我在王博的指导下，完成了火星探测器力学分析中的少量工作。

这篇文章主要讲了一个火星探测器环绕器的强度、刚度分析，最终目的是安全裕度分析。下面是环绕器主结构的安全裕度云图。

ABAQUS中没有MS（Margin of Safety）这个场变量，上图图例中的MS是PS的吗？当然不是！航天工程师对自己的上级设计师或直接领导必须老老实实交代问题，弄虚作假，导致误判，后果严重。如果用Fortran子程序定义状态变量，存储安全裕度值，也可以绘制安全裕度云图，只是场变量可能是SDV1或SDV2等。但是，不是所有的电脑都能跑子程序。好在运行ABAQUS的电脑都能运行Python，于是，按照下面的流程写了Python后处理程序，利用分析结果ODB文件中的应力数据计算单元的安全裕度，并在ODB文件中直接创建MS场变量，于是，便得到了上图中的MS云图。

根据安全裕度分析和试验结果，发现了相同的结构薄弱环节，局部加强后再进行分析，结构强度和刚度均有明显提高。

Tips：对于复合材料层压板，在ABAQUS的Lamina材料参数中可以定义失效应力，在场变量中可以输出CFailure（失效系数），但是ABAQUS输出的TsaiH、TSAIW等失效系数是开过根号的。即按照ABAQUS帮助文件中或复合材料力学中计算的Tsai-Hill、Tsai-Wu强度理论（包含二次项）计算的失效系数是ABAQUS输出的TsaiH、TaiW场变量的平方。

后记1：在火星探测器主承力结构的静强度试验中，听着复合材料结构噼里啪啦的脆响声，非常紧张。试验大纲和试验细则对载荷的加载做了超常规的细化，逐级加载，每加载一级载荷，手心都会冒汗。

后记:2：在火星探测器组合体某次振动试验中，现场的人都胆战心惊，多数人捂着耳朵躲得远远的，我师傅杜博以厂房内的设备当掩体，尽可能靠近观察整器振动情况。而王博的心都提到嗓子眼了，非常紧张。

后记3：航天工程师就是伴随型号的研制过程、不断遇到问题、不断解决问题而成长起来的。只会制造问题、不能解决问题的人是无法胜任航天器研制工作的。

后记4：跟王博在火星探测器的研制过程中学习进步很多。某次负责一个小试验，都是比较熟的人一起做试验，以为会很顺利。然而，试验中还是遇到一些问题，这时，谁的试验谁负责，谁的试验谁决策。幸亏有跟王博一起做试验的经历，能够凭一点点试验经验当机立断，处理问题。