鉆進(jìn)取樣用管狀織物的成形及其回折抽拔行為的表征
發(fā)布時(shí)間:2021-02-27 03:01
本論文以我國(guó)探月工程三期任務(wù)為背景,為獲取月球土壤樣品,開展了月面無(wú)人鉆進(jìn)取樣用管狀織物的成形設(shè)計(jì)及其在鉆進(jìn)取樣裝置中的回折抽拔行為研究,旨在為探月取樣提供前期設(shè)計(jì)思路及相關(guān)數(shù)據(jù)參考,同時(shí),為進(jìn)一步研究高性能管狀織物的其他力學(xué)性能提供借鑒,具有重要的實(shí)用和學(xué)術(shù)價(jià)值。首先,設(shè)計(jì)以2種由芳綸長(zhǎng)絲紗織造成的高性能管狀織物用于鉆進(jìn)取樣。其中,針對(duì)機(jī)織管狀織物的織造成形,專門研制了一款小型梭子,并利用投梭桿和小型梭子的配置進(jìn)行引緯,很好地調(diào)節(jié)了小直徑機(jī)織管狀織物的緯紗張力,織造出具有良好管身周向均勻性的機(jī)織管狀織物。此外,設(shè)計(jì)開發(fā)了具有徑向縮脹功能的編織結(jié)構(gòu)的管狀織物,通過(guò)兩交叉紗在交叉點(diǎn)處的交叉轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了其從剛性圓管外壁被回折內(nèi)翻至剛性圓管內(nèi)部時(shí)良好的貼附性,有效地改善了管狀織物的徑向適應(yīng)性。其次,本論文利用多功能電子織物強(qiáng)力儀、紗線摩擦系數(shù)測(cè)定儀以及KES-FB-4表面性能測(cè)試儀,對(duì)芳綸長(zhǎng)絲紗以及設(shè)計(jì)織造的2種高性能管狀織物進(jìn)行了拉伸和摩擦性能測(cè)試。研究發(fā)現(xiàn),所篩選的芳綸長(zhǎng)絲紗抵抗外力拉伸的能力較強(qiáng),具備良好的軸向拉伸性,且其摩擦系數(shù)較低,在0.33左右,順滑性較好。對(duì)3種不同半徑的2種高性...
【文章來(lái)源】:東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:124 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 本課題的研究背景和意義
1.2 月壤盛裝用鉆進(jìn)取樣裝置的研制
1.2.1 國(guó)外鉆進(jìn)取樣裝置研究現(xiàn)狀
1.2.2 我國(guó)鉆進(jìn)取樣裝置研究現(xiàn)狀
1.3 管狀織物的設(shè)計(jì)成形研究
1.3.1 機(jī)織管狀織物經(jīng)緯紗張力的控制研究
1.3.2 現(xiàn)有管狀織物的設(shè)計(jì)成形研究
1.4 管狀織物套接圓管的受力機(jī)理研究
1.4.1 管狀織物受拉伸與摩擦的機(jī)理研究
1.4.2 管狀織物套接于圓管的行為表征
1.5 當(dāng)前研究主要存在的問(wèn)題
1.6 本課題的研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新性
1.6.1 本課題的研究?jī)?nèi)容
1.6.2 本課題的創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 高性能管狀織物的設(shè)計(jì)與成形
2.1 試樣制備及方法
2.1.1 芳綸長(zhǎng)絲紗的制備及方法
2.1.2 機(jī)織管狀織物與徑向縮脹管狀織物的織造
2.2 機(jī)織管狀織物的設(shè)計(jì)與成形
2.2.1 經(jīng)緯紗張力調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)原理
2.2.2 機(jī)織管狀織物的織造原理分析
2.2.3 機(jī)織管狀織物的織造成形
2.3 徑向縮脹管狀織物的設(shè)計(jì)與成形
2.3.1 在剛性圓管壁上產(chǎn)生徑向縮脹的設(shè)計(jì)原理
2.3.2 在剛性圓管頭端拐角處產(chǎn)生徑向縮脹的設(shè)計(jì)原理
2.3.3 徑向縮脹管狀織物的織造成形
2.4 本章小結(jié)
第3章 芳綸長(zhǎng)絲紗及其管狀織物的拉伸和摩擦性能分析
3.1 試樣制備及方法
3.2 測(cè)試儀器及方法
3.2.1 芳綸長(zhǎng)絲紗及其管狀織物的拉伸性能測(cè)試
3.2.2 芳綸長(zhǎng)絲紗及其管狀織物的摩擦性能測(cè)試
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 芳綸長(zhǎng)絲紗及其管狀織物的拉伸性能分析
3.3.2 芳綸長(zhǎng)絲紗及其管狀織物的摩擦性能分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 鉆進(jìn)取樣式管狀織物回折抽拔性測(cè)量裝置的研制
4.1 2套嘗試的設(shè)計(jì)方案
4.1.1 下拉式管狀織物回折抽拔性測(cè)量裝置
4.1.2 頂入式管狀織物回折抽拔性測(cè)量裝置
4.2 鉆進(jìn)取樣式管狀織物回折抽拔性測(cè)量裝置的研制
4.2.1 鉆進(jìn)取樣式管狀織物回折抽拔性測(cè)量裝置基本構(gòu)成
4.2.2 鉆進(jìn)取樣式管狀織物回折抽拔性測(cè)量裝置測(cè)試過(guò)程
4.2.3 鉆進(jìn)取樣式管狀織物回折抽拔性測(cè)量裝置表征指標(biāo)
4.3 本章小結(jié)
第5章 影響管狀織物回折抽拔性能的因素分析
5.1 管狀織物和剛性圓管之間的受力分析
5.1.1 基本假設(shè)及符號(hào)意義
5.1.2 包覆于剛性圓管外壁時(shí)的管狀織物受力分析
5.1.3 處于剛性圓管頭端拐角處的管狀織物受力分析
5.1.4 貼附于剛性圓管內(nèi)壁的管狀織物受力分析
5.1.5 鉆進(jìn)取樣過(guò)程中管狀織物受到的合力
5.2 影響管狀織物回折抽拔性能的因素分析
5.2.1 管狀織物回折抽拔性測(cè)試試驗(yàn)
5.2.2 管狀織物長(zhǎng)度對(duì)抽拔力的影響
5.2.3 管狀織物半徑對(duì)抽拔力的影響
5.2.4 徑向縮脹管狀織物的回折抽拔改善分析
5.3 實(shí)測(cè)F-t曲線出現(xiàn)波動(dòng)性的原理分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
附錄1 式(5-6)的計(jì)算過(guò)程及對(duì)處于折疊態(tài)的一段管狀織物所進(jìn)行的微分處理和積分運(yùn)算
附錄2 式(5-7)的計(jì)算過(guò)程
附錄3 式(5-10)的計(jì)算過(guò)程
附錄4 式(5-11)的計(jì)算過(guò)程
附錄5 式(5-12)的計(jì)算過(guò)程
附錄6 式(5-15)的計(jì)算過(guò)程
附錄7 2種高性能管狀織物F-t表達(dá)式中參數(shù)的計(jì)算
攻讀博士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
學(xué)術(shù)成果1:已發(fā)表及錄用的論文情況
學(xué)術(shù)成果2:已授權(quán)及公布的專利情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]小口徑管狀織物的成形及其抽拔順滑性的表征[J]. 丁作偉,于偉東. 東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[2]一種月壤采樣器鉆機(jī)的研制[J]. 劉曉慶,尹忠旺,張俊輝,李君,王詠莉,曾婷,王國(guó)欣. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2017(04)
[3]取芯襯筒損壞原因分析與預(yù)防[J]. 左靈,溫林榮,張銳,張輝. 西部探礦工程. 2017(04)
[4]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)
[5]我國(guó)探月工程的發(fā)展歷程[J]. 尹懷勤. 天津科技. 2017(02)
[6]管狀機(jī)織物與管子之間的摩擦系數(shù)測(cè)量系統(tǒng)[J]. 錢秀洋,王洪鑫,殷參,孟煒杰,文桂林. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2016(12)
[7]Design and experimental performance verification of a thermal property test-bed for lunar drilling exploration[J]. Zhang Tao,Zhao Zeng,Liu Shuting,Li Jinglin,Ding Xilun,Yin Shen,Wang Guoxin,Lai Xiaoming. Chinese Journal of Aeronautics. 2016(05)
[8]我國(guó)探月工程技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 于登云,吳學(xué)英,吳偉仁. 深空探測(cè)學(xué)報(bào). 2016(04)
[9]高速柔韌體摩擦傳動(dòng)的慣性應(yīng)力研究[J]. 魏金營(yíng),趙永杰,王振成. 河南科學(xué). 2016(02)
[10]絲滌混構(gòu)小口徑人造血管的結(jié)構(gòu)與性能[J]. 關(guān)穎,關(guān)國(guó)平,楊小元,彭蕾,王璐. 東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
博士論文
[1]雙螺旋阻隔式月壤取芯鉆具設(shè)計(jì)及其性能研究[D]. 田野.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于離散元法的月壤鉆取動(dòng)力學(xué)研究[D]. 劉天喜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]模擬月壤鉆進(jìn)取芯力學(xué)建模及鉆進(jìn)策略研究[D]. 史曉萌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]基于機(jī)械臂的月壤挖掘采樣及力學(xué)參數(shù)辨識(shí)的研究[D]. 李操.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[5]絲滌混構(gòu)小口徑人造血管的成型及性能研究[D]. 楊小元.東華大學(xué) 2014
[6]使用PTT纖維改善機(jī)織血管徑向順應(yīng)性的研究[D]. 陳瑩.東華大學(xué) 2011
[7]腔內(nèi)隔絕術(shù)用人造血管體外疲勞耐久性能研究及仿生疲勞儀的設(shè)計(jì)[D]. 趙薈菁.東華大學(xué) 2009
碩士論文
[1]取芯軟袋內(nèi)翻提拉過(guò)程的相關(guān)分析與實(shí)驗(yàn)[D]. 趙超.天津工業(yè)大學(xué) 2016
[2]Kevlar一體化拉繩—取芯軟袋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及紫外防護(hù)[D]. 班海娟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]月球取樣鉆探平臺(tái)的研制及模擬試驗(yàn)研究[D]. 陳浩文.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[4]血管覆膜支架(SG)的制備及其體外扭轉(zhuǎn)彎折疲勞模擬[D]. 管曉寧.東華大學(xué) 2015
[5]月壤鉆探取心機(jī)構(gòu)性能測(cè)試系統(tǒng)研制及試驗(yàn)研究[D]. 吳淼.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[6]沖擊貫入式月壤采樣器的研制[D]. 陳化智.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[7]管狀機(jī)織物在管子上抽拔過(guò)程的動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬[D]. 徐永紅.東華大學(xué) 2014
[8]月壤取芯組件特性分析及試驗(yàn)研究[D]. 喬飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[9]機(jī)織雙層血管徑向順應(yīng)性研究[D]. 毛毛.東華大學(xué) 2013
[10]免預(yù)凝絲滌小口徑人造血管的設(shè)計(jì)與制備[D]. 彭蕾.東華大學(xué) 2013
本文編號(hào):3053584
【文章來(lái)源】:東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:124 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 本課題的研究背景和意義
1.2 月壤盛裝用鉆進(jìn)取樣裝置的研制
1.2.1 國(guó)外鉆進(jìn)取樣裝置研究現(xiàn)狀
1.2.2 我國(guó)鉆進(jìn)取樣裝置研究現(xiàn)狀
1.3 管狀織物的設(shè)計(jì)成形研究
1.3.1 機(jī)織管狀織物經(jīng)緯紗張力的控制研究
1.3.2 現(xiàn)有管狀織物的設(shè)計(jì)成形研究
1.4 管狀織物套接圓管的受力機(jī)理研究
1.4.1 管狀織物受拉伸與摩擦的機(jī)理研究
1.4.2 管狀織物套接于圓管的行為表征
1.5 當(dāng)前研究主要存在的問(wèn)題
1.6 本課題的研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新性
1.6.1 本課題的研究?jī)?nèi)容
1.6.2 本課題的創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 高性能管狀織物的設(shè)計(jì)與成形
2.1 試樣制備及方法
2.1.1 芳綸長(zhǎng)絲紗的制備及方法
2.1.2 機(jī)織管狀織物與徑向縮脹管狀織物的織造
2.2 機(jī)織管狀織物的設(shè)計(jì)與成形
2.2.1 經(jīng)緯紗張力調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)原理
2.2.2 機(jī)織管狀織物的織造原理分析
2.2.3 機(jī)織管狀織物的織造成形
2.3 徑向縮脹管狀織物的設(shè)計(jì)與成形
2.3.1 在剛性圓管壁上產(chǎn)生徑向縮脹的設(shè)計(jì)原理
2.3.2 在剛性圓管頭端拐角處產(chǎn)生徑向縮脹的設(shè)計(jì)原理
2.3.3 徑向縮脹管狀織物的織造成形
2.4 本章小結(jié)
第3章 芳綸長(zhǎng)絲紗及其管狀織物的拉伸和摩擦性能分析
3.1 試樣制備及方法
3.2 測(cè)試儀器及方法
3.2.1 芳綸長(zhǎng)絲紗及其管狀織物的拉伸性能測(cè)試
3.2.2 芳綸長(zhǎng)絲紗及其管狀織物的摩擦性能測(cè)試
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 芳綸長(zhǎng)絲紗及其管狀織物的拉伸性能分析
3.3.2 芳綸長(zhǎng)絲紗及其管狀織物的摩擦性能分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 鉆進(jìn)取樣式管狀織物回折抽拔性測(cè)量裝置的研制
4.1 2套嘗試的設(shè)計(jì)方案
4.1.1 下拉式管狀織物回折抽拔性測(cè)量裝置
4.1.2 頂入式管狀織物回折抽拔性測(cè)量裝置
4.2 鉆進(jìn)取樣式管狀織物回折抽拔性測(cè)量裝置的研制
4.2.1 鉆進(jìn)取樣式管狀織物回折抽拔性測(cè)量裝置基本構(gòu)成
4.2.2 鉆進(jìn)取樣式管狀織物回折抽拔性測(cè)量裝置測(cè)試過(guò)程
4.2.3 鉆進(jìn)取樣式管狀織物回折抽拔性測(cè)量裝置表征指標(biāo)
4.3 本章小結(jié)
第5章 影響管狀織物回折抽拔性能的因素分析
5.1 管狀織物和剛性圓管之間的受力分析
5.1.1 基本假設(shè)及符號(hào)意義
5.1.2 包覆于剛性圓管外壁時(shí)的管狀織物受力分析
5.1.3 處于剛性圓管頭端拐角處的管狀織物受力分析
5.1.4 貼附于剛性圓管內(nèi)壁的管狀織物受力分析
5.1.5 鉆進(jìn)取樣過(guò)程中管狀織物受到的合力
5.2 影響管狀織物回折抽拔性能的因素分析
5.2.1 管狀織物回折抽拔性測(cè)試試驗(yàn)
5.2.2 管狀織物長(zhǎng)度對(duì)抽拔力的影響
5.2.3 管狀織物半徑對(duì)抽拔力的影響
5.2.4 徑向縮脹管狀織物的回折抽拔改善分析
5.3 實(shí)測(cè)F-t曲線出現(xiàn)波動(dòng)性的原理分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
附錄1 式(5-6)的計(jì)算過(guò)程及對(duì)處于折疊態(tài)的一段管狀織物所進(jìn)行的微分處理和積分運(yùn)算
附錄2 式(5-7)的計(jì)算過(guò)程
附錄3 式(5-10)的計(jì)算過(guò)程
附錄4 式(5-11)的計(jì)算過(guò)程
附錄5 式(5-12)的計(jì)算過(guò)程
附錄6 式(5-15)的計(jì)算過(guò)程
附錄7 2種高性能管狀織物F-t表達(dá)式中參數(shù)的計(jì)算
攻讀博士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
學(xué)術(shù)成果1:已發(fā)表及錄用的論文情況
學(xué)術(shù)成果2:已授權(quán)及公布的專利情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]小口徑管狀織物的成形及其抽拔順滑性的表征[J]. 丁作偉,于偉東. 東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[2]一種月壤采樣器鉆機(jī)的研制[J]. 劉曉慶,尹忠旺,張俊輝,李君,王詠莉,曾婷,王國(guó)欣. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2017(04)
[3]取芯襯筒損壞原因分析與預(yù)防[J]. 左靈,溫林榮,張銳,張輝. 西部探礦工程. 2017(04)
[4]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)
[5]我國(guó)探月工程的發(fā)展歷程[J]. 尹懷勤. 天津科技. 2017(02)
[6]管狀機(jī)織物與管子之間的摩擦系數(shù)測(cè)量系統(tǒng)[J]. 錢秀洋,王洪鑫,殷參,孟煒杰,文桂林. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2016(12)
[7]Design and experimental performance verification of a thermal property test-bed for lunar drilling exploration[J]. Zhang Tao,Zhao Zeng,Liu Shuting,Li Jinglin,Ding Xilun,Yin Shen,Wang Guoxin,Lai Xiaoming. Chinese Journal of Aeronautics. 2016(05)
[8]我國(guó)探月工程技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 于登云,吳學(xué)英,吳偉仁. 深空探測(cè)學(xué)報(bào). 2016(04)
[9]高速柔韌體摩擦傳動(dòng)的慣性應(yīng)力研究[J]. 魏金營(yíng),趙永杰,王振成. 河南科學(xué). 2016(02)
[10]絲滌混構(gòu)小口徑人造血管的結(jié)構(gòu)與性能[J]. 關(guān)穎,關(guān)國(guó)平,楊小元,彭蕾,王璐. 東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
博士論文
[1]雙螺旋阻隔式月壤取芯鉆具設(shè)計(jì)及其性能研究[D]. 田野.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于離散元法的月壤鉆取動(dòng)力學(xué)研究[D]. 劉天喜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]模擬月壤鉆進(jìn)取芯力學(xué)建模及鉆進(jìn)策略研究[D]. 史曉萌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]基于機(jī)械臂的月壤挖掘采樣及力學(xué)參數(shù)辨識(shí)的研究[D]. 李操.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[5]絲滌混構(gòu)小口徑人造血管的成型及性能研究[D]. 楊小元.東華大學(xué) 2014
[6]使用PTT纖維改善機(jī)織血管徑向順應(yīng)性的研究[D]. 陳瑩.東華大學(xué) 2011
[7]腔內(nèi)隔絕術(shù)用人造血管體外疲勞耐久性能研究及仿生疲勞儀的設(shè)計(jì)[D]. 趙薈菁.東華大學(xué) 2009
碩士論文
[1]取芯軟袋內(nèi)翻提拉過(guò)程的相關(guān)分析與實(shí)驗(yàn)[D]. 趙超.天津工業(yè)大學(xué) 2016
[2]Kevlar一體化拉繩—取芯軟袋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及紫外防護(hù)[D]. 班海娟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]月球取樣鉆探平臺(tái)的研制及模擬試驗(yàn)研究[D]. 陳浩文.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[4]血管覆膜支架(SG)的制備及其體外扭轉(zhuǎn)彎折疲勞模擬[D]. 管曉寧.東華大學(xué) 2015
[5]月壤鉆探取心機(jī)構(gòu)性能測(cè)試系統(tǒng)研制及試驗(yàn)研究[D]. 吳淼.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[6]沖擊貫入式月壤采樣器的研制[D]. 陳化智.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[7]管狀機(jī)織物在管子上抽拔過(guò)程的動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬[D]. 徐永紅.東華大學(xué) 2014
[8]月壤取芯組件特性分析及試驗(yàn)研究[D]. 喬飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[9]機(jī)織雙層血管徑向順應(yīng)性研究[D]. 毛毛.東華大學(xué) 2013
[10]免預(yù)凝絲滌小口徑人造血管的設(shè)計(jì)與制備[D]. 彭蕾.東華大學(xué) 2013
本文編號(hào):3053584
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