月球钻取采样钻头结构参数对力学性能的影响

作     者：刘志全 王丽丽 吴伟仁 张之敬 LIU Zhi-quan;WANG Li-li;WU Wei-ren;ZHANG Zhi-jing

作者机构：中国空间技术研究院总体部北京100094 北京理工大学机械与车辆学院北京100081 探月与航天工程中心北京100037 

基　　金：国家重大科技专项(TY3Q20110001) 

出 版 物：《宇航学报》 (Journal of Astronautics)

年 卷 期：2015年第36卷第12期

页      码：1339-1347页

摘      要：基于对螺旋钻头的输出月壤阻力、驱动力矩及月壤失效区的分析,建立了钻头的力学模型,该模型综合考虑切削具内外侧面与月壤之间的压力及摩擦力,考虑月壤侧向失效面的面载荷对钻头切削具周向力矩、总功耗及月壤失效距离的影响,数值仿真与试验结果校验了模型的正确性。在数值仿真过程中采用深层月壤本构关系的Mohr-Coulomb模型,使仿真更加符合月壤内摩擦角大于22°的真实情况。利用该模型分析并获得了钻头结构参数对切削具功耗和失效距离的影响规律,以钻头功耗最小为优化目标,用遗传算法对钻头结构参数进行了优化,优化结果降低了钻探过程中的烧钻风险。可为钻取式自动采样机构的钻头设计提供理论依据。

主 题 词：月球 采样 螺旋钻头 切削具 结构 

学科分类：08[工学] 082503[082503] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0704[理学-天文学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3873/j.issn.1000-1328.2015.12.001

馆 藏 号：203119745...