本文關(guān)鍵詞：基于離散元的模擬月巖切削負(fù)載特性數(shù)值模擬及試驗(yàn)驗(yàn)證

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【摘要】：鉆取采樣是人類獲取月球巖石類樣品的重要手段,鉆進(jìn)負(fù)載的穩(wěn)定性是確保月巖采樣任務(wù)成功的關(guān)鍵因素。由于巖石屬性直接決定其可鉆性等級(jí),并影響鉆進(jìn)負(fù)載,有必要在地面環(huán)境中,分析巖石本構(gòu)模型與鉆進(jìn)負(fù)載之間的關(guān)系,構(gòu)建不同可鉆性等級(jí)的巖石樣本模型,開展模擬鉆進(jìn)試驗(yàn),獲知不同鉆進(jìn)參數(shù)下巖石采樣的鉆進(jìn)載荷變化情況。據(jù)此,將地面條件下大理巖樣本選作模擬月巖切削特性的研究對(duì)象,基于二維顆粒流程序(Particle flow code 2 dimensions,PFC2D),建立小切削深度下仿真分析模型。利用Plackett-Burman試驗(yàn)(PB試驗(yàn))和中心組合設(shè)計(jì)(Central composite design,CCD)方法,確定影響巖石切削特性的微觀參數(shù),開展不同切削深度下的模擬月巖切削負(fù)載試驗(yàn)驗(yàn)證。經(jīng)仿真分析與試驗(yàn)驗(yàn)證能得到與巖石切削特性相對(duì)應(yīng)的離散元模型,試驗(yàn)結(jié)果表明該仿真模型在較小切削深度條件下的切削負(fù)載變化規(guī)律與實(shí)際情況一致。通過研究獲得了一種建立模擬月巖離散元切削模型的建模方法,為后續(xù)分析鉆頭/切削刃構(gòu)型參數(shù)對(duì)鉆進(jìn)/切削負(fù)載的影響提供了研究條件。
【作者單位】： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 模擬月巖 切削特性 PFC參數(shù) 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
【基金】：探月三期預(yù)先研究專項(xiàng)資助項(xiàng)目(TY3Q20110005)
【分類號(hào)】：V476.3;P184.5
【正文快照】： 0前言1早在20世紀(jì)六七十年代,美國和前蘇聯(lián)就先后探測了第一顆近地衛(wèi)星——月球,并成功獲取了約380 kg月球樣品[1-2]。我國在近期也將執(zhí)行月面無人采樣返回任務(wù),擬通過鉆探取心的方式獲取月面以下深2 m左右的連續(xù)月球樣品并返回地球[3]。在月面無人采樣過程中,受質(zhì)量、動(dòng)力和，

本文編號(hào)：1010153