工程力学

*澳门新浦新京5197网站2026届优异学士学位论文

项目概述

本项目面向月球车在松软月面环境中的通过性预测与动力学仿真需求，围绕高效轮壤接触模型的参数标定问题展开研究。项目通过构建高保真离散元土壤模型，利用虚拟贝氏仪仿真生成高保真基准数据，并结合贝叶斯推理方法对月壤经验模型参数进行识别与校准，从而建立一套由高保真仿真数据支撑的快速建模流程。在此基础上，项目进一步将标定后的模型应用于单轮台架和月球车整车仿真，对其在牵引性能和通过性预测中的适用性进行验证。整体而言，该研究在保证轮壤相互作用宏观响应可信度的同时，显著提高了仿真效率，可为月球车动力学建模、复杂地形通过性评估以及后续控制策略设计提供高效可靠的模型支撑。

项目创新点

提出了一种基于高保真离散元贝氏仪仿真的经验模型参数标定思路，用以替代传统物理贝氏仪实验获取经验参数的方法，并构建了“离散元模型验证-贝氏仪仿真-贝叶斯参数识别-单轮与整车验证”的完整流程；基于离散元高保真仿真数据与贝叶斯推理，构建出兼顾精度与效率的高效轮壤那个接触模型，能够较好复现离散元的主要物理响应规律，因而能够将该经标定后的模型用于月球车松软地面通过性的高效预测。

项目成果及应用前景

本项目建立了一套基于高保真离散元仿真与贝叶斯参数识别的高效轮壤接触模型标定方法，实现了从月壤颗粒动力学建模、虚拟贝氏仪仿真、经验模型参数校准到单轮及月球车整车通过性验证的完整技术流程，解决了传统土壤接触模型参数获取依赖物理实验、重复成本高且适应性不足的问题。研究成果能够在保持轮壤相互作用主要力学特征的基础上显著提升仿真效率，为月球车及其他地外巡视器的动力学建模、通过性评估、结构设计优化和控制策略验证提供可靠支撑。未来，该方法可进一步拓展至复杂月面地形、斜坡行驶、障碍跨越等多种任务场景，并可推广应用于火星车、工程越野车辆等松软地面移动装备的快速仿真与性能预测。