本文關(guān)鍵詞：載人月球車凹面車輪結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化分析

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【摘要】：載人月球車作為深空探測的發(fā)展趨勢,受到廣泛而深入的研究,是提高探測效率、拓展探測區(qū)域、增加研究項目所依賴的載體。月表覆蓋著平均厚度為5～10m深的月壤,顆粒細小,承載力差,摩擦角大,粘聚力小,且易揚塵等特征,可能導(dǎo)致?lián)P塵太高或下陷太深等困境。載人月球車相對無人巡視器,載重大、車速快,主要以在松軟月壤的通過性為主要設(shè)計目標。考慮到特殊月面環(huán)境和不可知性,并滿足強度、承載能力以及吸震性能的要求,車輪成為其研究重點。 基于上述諸多問題,本文針對國內(nèi)外月球車車輪的研究現(xiàn)狀和在實踐過程中表現(xiàn)的不足,通過大量的文獻綜述、試驗研究和理論分析,取得了以下研究成果： (1)因國內(nèi)外星球探測器絕大部分采用凸面輪,在松軟非結(jié)構(gòu)化路面上行走屬于點或線接觸,易于沉陷、揚塵,且存在穩(wěn)定性不足的特點,考慮采用凹面輪設(shè)計理論。 (2)建立凹面輪的輪壤相互作用模型、月壤模型和沉陷模型,提出了沉陷、牽引力和驅(qū)動力矩作為性能評價指標,應(yīng)用ABAQUS軟件對凹面輪進行仿真分析,得出凹面輪寬度、直徑和凹進深度等是其性能靈敏性高的參數(shù)。 (3)在松軟月面上,若凹面輪凹進深度與凸面輪凸起高度相同時,凹面輪比凸面輪在側(cè)傾穩(wěn)定性和防揚塵等特性上具有較大優(yōu)勢。 (4)針對重復(fù)路線、轉(zhuǎn)向、爬坡等工況,對比分析了凸面輪與凹面輪車輪沉陷、牽引力和驅(qū)動力矩,可知凹面輪優(yōu)于凸面輪；針對凹面輪,得出了彈性模量、內(nèi)摩擦角和滑移率等參數(shù)與車輪運動相關(guān)性。 (5)針對四輪凹面輪月球車,在四輪不同接觸工況下,獲取了整車行駛穩(wěn)定性和傾斜角度,為月球車行駛路線選擇和應(yīng)對障礙提供參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V476.3

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本文編號：1194263