基于蒙特卡洛法的着陆器着陆冲击载荷分析

摘要

月球着陆器研发过程中一个关键任务是准确地预测月面软着陆冲击载荷.由于着陆工况的不确定性,需要采用蒙特卡洛仿真方法进行统计分析用于确定着陆冲击载荷.首先通过参数化建模系统建立着陆器有限元模型,并采用具有强大非线性瞬态计算功能的Abaqus/Explicit作为求解器.通过与试验数据的对比验证和修正非线性有限元模型.根据输入参数的概率密度函数随机生成100个着陆工况,然后利用经试验验证的有限元模型对这100个着陆工况开展着陆冲击仿真分析,计算各工况条件下的着陆冲击载荷.对这些工况的着陆峰值载荷样本进行了Kolmogorov-Smirnov检验,证明了这些样本服从正态分布.最后根据3σ法则确定着陆器着陆冲击的设计载荷.结果表明,通过蒙特卡洛方法能以较小的样本高效保守地确定着陆器着陆设计载荷.