在现代航天工业中,航天器结构动力学响应特性是航天器结构设计的重要指标,其直接反映航天器的结构安全性能及有效载荷的力学环境条件,关系任务成败。现代航天工业追求高性能、低冗余、高可靠性,这要求对航天器实际工作环境进行多工况、多任务分析。实物模拟试验成本高、且难模拟复杂实际工作环境,无法适应多任务分析要求。随着计算能力的提高以及数值模拟技术的发展,数值模拟已经成为航天器结构动响应分析的主要手段。但随着航天器结构不断复杂化,数值计算量不断增加,传统有限元直接分析难以应对多任务、多工况的需求。本文采用有限元子结构-脉冲子结构综合减缩方法,针对火星探测器在进入、下降、着陆段弹、开伞过程的受力特点,开展多工况动力学分析,同时对ABAQUS进行二次开发,在ABAQUS平台下实现有限元子结构-脉冲子结构综合减缩方法完整分析流程。本文主要内容如下:(1)对时域子结构方法、复杂航天器动力学分析的发展及现状进行总结,并对以ABAQUS软件平台二次开发为基础的数值模拟的发展及现状进行详细介绍。(2)介绍脉冲子结构方法的基本理论,以处理单自由度系统的杜哈梅积分为出发点,介绍了适用于多自由度系统的脉冲响应函数矩阵、界面相容条件及运动综合方程,讨论了脉冲激励的数值施加方式;详细给出脉冲子结构与有限元子结构的综合方法的数值格式;得到基于脉冲子结构与有限元子结构的综合减缩方法的结构动响应完整分析流程。(3)介绍火星探测器组成及进入、减速、着陆过程,据此建立火星探测器在弹、开伞过程中动响应分析有限元模型,考虑到在弹、开伞过程中涉及的多种背罩载荷施加方式以及探测器结构参数修改设计的工程需求,建立火星探测器有限元子结构-脉冲子结构综合减缩模型,在保证精度的前提下,大幅度缩减计算自由度,提高计算效率,并在典型工况下通过与完整有限元模型对比,验证其有效性。(4)在火星探测器有限元子结构-脉冲子结构综合减缩模型基础上,对探测器弹伞和开伞状态进行多工况、多任务的动力学响应分析,首先合理简化弹伞和开伞载荷,并施加在探测器背罩有限元模型中,其次对弹伞和开伞标准工况进行仿真分析;最后分析弹伞激励力峰值持续时间、开伞状态吊点数以及材料刚度等因素的影响。由于减缩模型的引入,极大缩短了响应求解耗时,使得涉及众多分析任务的结构动响应影响因素分析能够得以开展,进而可以指导探测器结构设计。(5)考虑到建立用于动响应分析的完整有限元子结构-脉冲子结构综合减缩模型具体实施复杂的问题,通过ABAQUS的二次开发,将有限元子结构-脉冲子结构综合分析的全流程集成到ABAQUS平台中,有效提升建模效率,并通过数值算例验证其有效性。