航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2014年
5期
1319-1328
,共10页
月面软着陆%非线性有限元法%局部非线性%模型降阶%模态截断准则
月麵軟著陸%非線性有限元法%跼部非線性%模型降階%模態截斷準則
월면연착륙%비선성유한원법%국부비선성%모형강계%모태절단준칙
lunar soft landing%nonlinear FEM%local nonlinearity%model reduction%modal truncation criterion
为准确预估探测器着陆冲击过程的动力学响应,采用非线性有限元方法建立了探测器软着陆动力学模型,能够较全面地反映出各种非线性因素.针对非线性有限元求解耗时长的弱点,考虑到探测器的局部非线性特性,利用广义动力缩聚(GDR)方法建立了月球探测器中心体的降阶模型.提出了一种基于脉冲响应函数的模态截断准则,在广义动力缩聚方法的基础上筛选少数几阶模态影响系数(MIC)较高的模态表征中心体的加速度响应,能够进一步降低模型的阶数.将降阶的中心体模型与含非线性的缓冲机构连接后进行的软着陆动力学分析能够准确而快速地预估探测器测点的加速度响应,与非降阶模型对比,计算时间缩短了75.5％,加速度响应的相对峰值误差控制在5％以内.数值仿真表明,广义动力缩聚方法能够有效地解决传统非线性有限元方法求解效率低的问题,本文所提模态截断准则的优点是适于求解模态密集问题并且与系统的输入输出无关.
為準確預估探測器著陸遲擊過程的動力學響應,採用非線性有限元方法建立瞭探測器軟著陸動力學模型,能夠較全麵地反映齣各種非線性因素.針對非線性有限元求解耗時長的弱點,攷慮到探測器的跼部非線性特性,利用廣義動力縮聚(GDR)方法建立瞭月毬探測器中心體的降階模型.提齣瞭一種基于脈遲響應函數的模態截斷準則,在廣義動力縮聚方法的基礎上篩選少數幾階模態影響繫數(MIC)較高的模態錶徵中心體的加速度響應,能夠進一步降低模型的階數.將降階的中心體模型與含非線性的緩遲機構連接後進行的軟著陸動力學分析能夠準確而快速地預估探測器測點的加速度響應,與非降階模型對比,計算時間縮短瞭75.5％,加速度響應的相對峰值誤差控製在5％以內.數值倣真錶明,廣義動力縮聚方法能夠有效地解決傳統非線性有限元方法求解效率低的問題,本文所提模態截斷準則的優點是適于求解模態密集問題併且與繫統的輸入輸齣無關.
위준학예고탐측기착륙충격과정적동역학향응,채용비선성유한원방법건립료탐측기연착륙동역학모형,능구교전면지반영출각충비선성인소.침대비선성유한원구해모시장적약점,고필도탐측기적국부비선성특성,이용엄의동력축취(GDR)방법건립료월구탐측기중심체적강계모형.제출료일충기우맥충향응함수적모태절단준칙,재엄의동력축취방법적기출상사선소수궤계모태영향계수(MIC)교고적모태표정중심체적가속도향응,능구진일보강저모형적계수.장강계적중심체모형여함비선성적완충궤구련접후진행적연착륙동역학분석능구준학이쾌속지예고탐측기측점적가속도향응,여비강계모형대비,계산시간축단료75.5％,가속도향응적상대봉치오차공제재5％이내.수치방진표명,엄의동력축취방법능구유효지해결전통비선성유한원방법구해효솔저적문제,본문소제모태절단준칙적우점시괄우구해모태밀집문제병차여계통적수입수출무관.
