基于ABAQUS的月壤有限元建模及仿真分析.pdf.pdf

学本论文
脬纛量
文章编号:~ ~

基于的阁壤有限元建模及真分析
尹忠旺丁希仑郑岳山
北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京
客
—卜——
摘要在月球探测设备设计初期阶段,建立较为精确的月壤有限元模型,对于仿真和分析探测工具与月壤
的相互作用情况至关重要。阐述了用软件建立月壤有限元模型的优越性,介绍了建模方法,包括本构模
型的选择、月壤参数的确定,以及具体的建模步骤,并通过算例证明了该模型的有效性。该模型亦可转化为动力
学模型。与进行联合仿真分析。
关键词月壤,有限元,,本构模型


,,
,
.
.,,
..
.
,,,
随着月球热的升温,新一轮探月高潮正在兴起。件在该领域具有非常大的优势,是功能强大的有限元
在众多的月球探测设备中,无论是月面着陆的登月舱、软件,解决的范围从相对简单的线性分析到许多常
月面巡游的月球车还是月面作业的采样设备,都需要复杂的非线性问题。被认为是功能最强的非线
与月壤进行接触。因此,研究各种探测设备与月壤的性软件。它拥有丰富的单元库和与之相应的材料模
相互作用情况,对于确定探测设备的材料、结构,以型库。尤其在岩土工程领域拥有比等其它有限
及检验其可靠性、灵活性、适应性等具有重要意义。元软件更多的本构模型,可用于模拟多种材料的复杂
目前,该研究主要通过两种方式进行:一种是物理样结构的力学、热学和声学等方面的问题,因此,是建
机与模拟月壤的作用研究;另一种是虚拟样机与虚拟立月壤有限元模型的最佳选择。
月壤的作用研究。前者需要配制与月壤具有相似矿物在进行动力学仿真时,应用最为广泛的软
组成、化学成分、颗粒粒度、机械强度、孔隙度和密件只能模拟探测器与月壤之间的摩擦、刚度、阻尼现
度的模拟月壤,其造价高,难度大,需要在已经研制象,而无法建立月壤力学模型,不能体现月壤的结合
出物理样机后才能使用,具有很大的局限性;后者由度、密度、粘合度等性能参数,因此,仅用无
于处在虚拟样机设计阶段,所有工作都在计算机上进法对松软月壤上的月球车进行动力学仿真。但
行,成本低,周期短,能及早发现问题,因此深受欢的柔性分析模块/提供了与的接口,
迎。后者的难点在于如何建立比较精确的虚拟月壤模可中的月壤有限元模型转换为模态中
型。本文提出了一种用软件建立月壤有限元模性文件格式,方便地导入中建立多体动力学
型的方法,该模型既可作为有限元模型用于有限元分模型,从而弥补了在月壤建模上的不足。同时,
析,又可转换为动力学模型用于动力学仿真。也可利用该接口向输出系统仿真后的
在月壤建模中的优越性载荷谱和位移谱信息,辅助进行应力、应变及疲劳寿
月壤建模属于岩土工程的研究范畴,而软命的评估分析和研究。
军民两用技术与产品·
学术论文
匿

模型优点多多。深度平均密度
基于的月壤有限元模型的建立~ ..
在中建立月壤有限元模型,需要选择合适.~.
的本构模型,并确定相关的月壤参数,然后将这些参
.~.
数输入到正确的位置。
.~.
. 本构模型的选择
.
提供了大量的岩土工程分