針對(duì)小行星表面微重力環(huán)境及樣品機(jī)械屬性未知的特點(diǎn),提出了一種基于刷掃和研磨的復(fù)合式取樣器設(shè)計(jì)方案。該取樣器通過刷掃和研磨的復(fù)合方式進(jìn)行取樣,能夠提高小行星表面取樣任務(wù)的成功率。為了研究該取樣器刷掃取樣時(shí)刷輪葉片數(shù)、刷輪轉(zhuǎn)速、推進(jìn)速度、星壤參數(shù)等對(duì)取樣效率的影響,研磨和刷掃復(fù)合取樣的優(yōu)越性以及刷掃和研磨時(shí)的驅(qū)動(dòng)力矩,開展了樣品顆粒相互作用建模及研磨取樣動(dòng)力學(xué)分析�；陔x散元仿真軟件EDEM,構(gòu)建了取樣器3D模型并仿真其在小行星表面取樣,獲得了樣品收集質(zhì)量與取樣時(shí)間的關(guān)系曲線,分析了各個(gè)參數(shù)對(duì)取樣效率的影響。結(jié)果表明:刷輪葉片數(shù)越多,刷輪轉(zhuǎn)速越大,推進(jìn)速度越大,取樣器取樣效率更高,刷掃和研磨的復(fù)合取樣方法比起單一的刷掃取樣,具有更高的取樣效率。該研究為設(shè)計(jì)小行星取樣器、取樣參數(shù)設(shè)定和取樣效果分析提供了依據(jù)。 

【文章來源】：上海航天(中英文). 2020,37(01)

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

取樣器整體示意圖

Hertz-Mindlin無滑動(dòng)彈性接觸模型[9-10]

本文要通過仿真研究研磨對(duì)取樣器取樣效率的影響，而樣品的物理屬性、研磨機(jī)構(gòu)的機(jī)械屬性以及推進(jìn)速度等因素都會(huì)影響研磨機(jī)構(gòu)對(duì)樣品顆粒的作用，所以根據(jù)特定的取樣環(huán)境合理地設(shè)置仿真參數(shù)是仿真成功的關(guān)鍵�；谏鲜鲱w粒接觸模型，對(duì)研磨過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，分析研磨機(jī)構(gòu)與粒子接觸時(shí)的作用力與上述因素之間的關(guān)系，為合理設(shè)置研磨機(jī)構(gòu)的仿真參數(shù)和分析研磨效果提供理論依據(jù)。研磨是研磨機(jī)構(gòu)鉆頭的切片對(duì)小行星表面的星壤切開并分離的過程，研磨從運(yùn)動(dòng)過程上分析可分為兩個(gè)過程——鉆頭對(duì)星壤的壓入和切片對(duì)星壤的切削。簡(jiǎn)化分析過程，對(duì)這兩個(gè)過程進(jìn)行獨(dú)立分析。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Drilling load modeling and validation based on the filling rate of auger flute in planetary sampling[J]. Quan Qiquan,Tang Junyue,Yuan Fengpei,Jiang Shengyuan,Deng Zongquan.  Chinese Journal of Aeronautics. 2017(01)
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碩士論文
[1]月壤鉆探取心鉆進(jìn)規(guī)程研究[D]. 李晟誠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3032472