含局部非线性的月球探测器软着陆动力学模型降阶分析

• 作者: 刘莉 周思达 董威利
• 来源期刊: 航空学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 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
• 年，卷（期）: 2014,（5）
• 所属期刊栏目: 固体力学与飞行器总体设计
• 页码范围: 1319-1328
• 页数: 10页
• 分类号: V415.4|V476.3
• 字数: 6337字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7527/S1000-6893.2013.0440

摘要

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘莉	北京理工大学宇航学院飞行器动力学与控制教育部重点实验室	175	1614	20.0	32.0
2	董威利	北京理工大学宇航学院飞行器动力学与控制教育部重点实验室	5	50	4.0	5.0
3	周思达	北京理工大学宇航学院飞行器动力学与控制教育部重点实验室	21	113	7.0	9.0