Введение 6
1. Цель 9
1.1 Задача 9
2. Способы моделирования процесса мягкой посадки 9
3. Поддержка посадки лунного космического корабля 10
3.1 Функция опоры приземления 10
3.2 Структурное проектирование 10
4. Механический анализ и математическое моделирование 10
4.1Механический анализ процесса посадки 10
4.2Математическое моделирование 11
4.2.1. Характеристики блока Combine14 12
4.2.2.Основная формула свободного падения на Луне 13
4.2.3. Процесс посадки, включая торможение реверсом тяги 14
4.2.4Соответствие параметров расчета для лунных и земных
условий 14
5. Моделирование имитатора космического посадочного аппарата. 15
5.1 Построение модели 15
5.1.1. Г енерация ключевых точек и линий 15
5.1.2. Назначение типов элементов и действительных констант: 15
5.1.3. Тогда даны масса всего тела и длина рамы L 16
5.1.4.Задайте свойства материала 16
5.1.5. Подготовьте посадочный самолет: 16
5.1.6. Введение переменной угла может контролировать
изменение угла 16
5.1.7. Раздел настроек контактной пары: 17
5.1.8. Установите продолжительность эксперимента и
количество анализов 18
6. Численное моделирование посадочного модуля 18
6.1 Моделирование типичного сценария посадки 18
6.1.1 Реакция на удар при вертикальной посадке 18
6.1.2Анализ устойчивости при наклонной посадке 22
6.1.3Установите начальную скорость посадки и угол наклона .. 28
7. Результаты и анализ полученных данных 32
7.1Составьте таблицу на основе результатов 3 тестов: 32
7.2Смещение центральной точки 33
7.3Скорость и ускорение 33
7.4 Сжатие пружины 34
Заключение 34
Список использованных источников и литературы 36
Экстремальные условия работы элементов современных конструкций, сложность их формы и большие габариты делают исключительно трудным и дорогим осуществление натурного или полунатурного эксперимента. Примером таких конструкций могут служить космические аппараты. Их создание невозможно без совершенствования и автоматизации процесса проектирования, применения новых материалов и технологий [1]. В связи с этим одним из основных этапов в создании таких конструкций, в частности космических посадочных аппаратов (КПА), является численное моделирование. Оно позволяет оптимизировать процесс проектирования конструкции: определить необходимые размеры, выбрать материалы и оценить их сопротивление внешним воздействиям. Кроме того, при проектировании КПА изучение посадки на планеты в наземных условиях возможно лишь только с помощью компьютерного моделирования, которое является единственным средством, позволяющим качественно и количественно воспроизвести процесс и распространить полученные результаты на натурные явления [3].
Для оценки, исследования и оптимизации каждого элемента космического аппарата в компьютерной среде широко используется программный комплекс ANSIS. В основе указанного программного комплекса лежит метод конечных элементов (МКЭ), который, как указано в работе [1], является наиболее распространенным и достаточно универсальным методом анализа напряженно-деформированного состояния.
В данной работе будут проводиться моделирования наземного стенда для воспроизведения динамики посадочного модуля на поверхности Луны в наземных условиях.
В данной статье в качестве темы исследования рассматривается моделирование посадки космического корабля на Луну. Путем построения математической модели и использования Ansys для проведения конечно-элементного анализа изучаются механические свойства и структурная оптимизация опоры посадки лунного космического корабля. Была смоделирована и проанализирована система поддержки посадки лунного космического корабля, в качестве ядра которой использовался модуль Combine14. Метод моделирования на основе блока combine14 позволяет эффективно имитировать динамические характеристики опорной конструкции и проверять надежность конструкции опорной конструкции.
Моделирование мягкой посадки на Луну в земных условиях требует прохождения системы «гравитационное моделирование — воспроизведение лунного грунта — динамические испытания — численное моделирование» в сочетании с экспериментами по динамическому отклику и проверкой данных моделирования пружинно-амортизационного блока COMBIN14 во время
посадки в различных условиях.
перспектива:
1. Проблема: Текущая модель предполагает, что лунный грунт представляет
собой однородную среду, и игнорирует распределение размеров частиц и локальные различия в плотности, что приводит к отклонениям в
прогнозировании контактной силы.
2. Проблема: Влияние экстремальных температур на жесткость и
демпфирование материала не учитывается.
Экстремальные случаи не полностью охвачены. Сочетание высокой начальной скорости и большого угла наклона:
3. Вопрос: Начальная скорость третьего удара составляла -1 м/с, но экстремальные случаи с более высокими скоростями удара (например, -3 м/с) или большими углами наклона (например, 10°) не рассматривались.
Улучшение: расширенный анализ параметров для охвата всех случаев начальной скорости (0—5 м/с) и угла наклона (0°~15°), а также построение кривых границ безопасности.
Различия в рельефе местности на нескольких посадочных площадках:
4. Проблема: Лунная поверхность не предполагалась плоской, и эффекты сложного рельефа, такие как кратеры и склоны, не моделировались.
