一种月壤力学性能模拟系统

摘要

本发明公开了一种月壤力学性能模拟系统，包括月面地形离散化及参数赋值模块、月壤参数及力学特性数据库模块、接触碰撞搜索模块、分布力计算合成模块、月面地形变化计算及记录模块。本发明真实模拟了月壤在受到外界作用下(如月球车车轮碾压、着陆器足垫冲击、登月人员脚踏等)的力学承载性能，通过离散化的月壤模型和相关算法，解决了考虑复杂月面地形地貌及月面上的不同月壤、月岩分布下的月壤通用力学模型建立难题，相对于传统的月壤模型和研究方法具有与月面地形地貌及不同月壤分布情况无缝连接、模拟精度高、运算量相对较小等优点。

主权项

一种月壤力学性能模拟系统，其特征在于：包括月面地形离散化及参数赋值模块、月壤参数及力学特性数据库模块、接触碰撞搜索模块、分布力计算合成模块、月面地形变化计算及记录模块；月面地形离散化及参数赋值模块：利用实测或遥测数据获得月面地形高程图及月壤、月岩分布情况，根据月面地形高程图沿月球水平面将月面地形离散化为等间距的多个区域，根据实测或遥测得到的月壤、月岩分布情况对每个离散化区域赋予相应的月壤材料特性，得到月面地形离散化模型；月壤参数及力学特性数据库模块：在不同月壤材料特性下进行月壤力学行为试验从而得到不同月壤材料特性下对应的月壤力学模型，形成不同月壤材料特性下对应的月壤力学模型数据库；接触碰撞搜索模块：将月球车车轮或着陆器足垫离散化为三角形或四边形的小块，其中月球车车轮或着陆器足垫离散化小块的几何尺寸与月面地形离散化区域的间距为同一量级，给定不同月球车车轮或着陆器足垫离散化小块与月面地形离散化区域的相对空间位置和速度姿态用于分布力计算合成模块进行搜索；分布力计算合成模块：根据车轮或着陆器足垫与月面地形离散化区域的相对空间位置和速度姿态搜索月壤参数及力学特性数据库得到每个月面地形离散化区域对月球车车轮或着陆器足垫的分布力，将所有分布力合成即为月球车车轮或着陆器足垫受到的合力；月面地形变化计算及记录模块：根据月面地形不同离散区域的力学特性，对月面地形由于受到碾压、冲击、挖空、推土作用后的变化情况及参数变化进行记录，并修改月面地形离散化模型，得到改变后的月面地形力学模型。