基于ADAMS的着陆器软着陆稳定性仿真分析

摘要

基于土壤Bekker承压模型、Janosi剪切模型和塑性大变形原理分别建立着陆器足垫-月壤相互作用模型及铝蜂窝的力学模型,在此基础上应用ADAMS软件构建准确的着陆器整体的多体动力学模型,并结合力-角稳定性度量法,为着陆器安全软着陆提出了合理的稳定性判据.针对不同月面环境与着陆器着陆初始状态,通过数值计算模拟了着陆器在刚性或模拟月面上的软着陆冲击过程,着重分析了月面着陆环境和初始条件对软着陆稳定性的影响,并获得了着陆器发生倾覆时不同着陆偏航角与极限水平速度关系的稳定性边界曲线.同时,根据其边界稳定性曲线,找出了最恶劣工况,即偏航角为22.5°时的工况所容许的极限水平速度最小,工况最为恶劣.以上研究为着陆器实现软着陆月面环境和初始条件的选择或类似的工程设计提供指导方案.