發(fā)布時間：2022-12-04 06:59

　　月球作為地球最為鄰近的天體,具有廣闊的科學探索前景與資源開發(fā)應用價值。在目前的月球探測技術手段中,著陸貫入式探測技術以其對月壤擾動小、與探測剖面貼合、探測數(shù)據(jù)原位的優(yōu)勢,成為最具研究價值的探測技術之一。本課題以我國月壤剖面探測為背景,針對一種新型的以柔性尺為貫入體的貫入式探測器,將其沖擊貫入過程分為沖擊加載、沖擊傳遞和沖擊作用三個過程,對各過程進行解耦建模分析研究,為提高裝置性能指標、分析裝置對月壤剖面的貫入能力等工程目標提供理論基礎。在沖擊加載過程,本文建立并分析沖擊加載系統(tǒng)各工作階段的力學模型,確定衡量指標和約束條件,進行參數(shù)優(yōu)化和基于Abaqus的仿真驗證;在沖擊傳遞過程,本文基于柔性尺切向彎曲力學特性模型,建立了考慮柔性尺彎曲失穩(wěn)的沖擊傳遞力學模型,以此提出柔性尺抗變形能力的衡量指標和基于Abaqus的仿真驗證以及提高柔性尺抗變形能力的構型設計效果分析;在沖擊作用過程,本文建立了基于承載力理論的沖擊作用過程貫入頭阻力模型,并對模型進行了考慮擠密現(xiàn)象的修正,并通過實驗求解和驗證;最后,本文綜合前文研究結論,對柔性探尺的沖擊貫入能力進行分析,得出柔性探尺對月壤的貫入能力的理論推測和... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 研究背景和意義
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀及分析
        1.3.1 貫入式探測器研究現(xiàn)狀
        1.3.2 貫入機理研究現(xiàn)狀
    1.4 國內外文獻綜述的簡析
    1.5 主要研究內容
第2章 沖擊加載過程的建模分析及參數(shù)優(yōu)化
    2.1 引言
    2.2 沖擊加載系統(tǒng)各工作階段建模分析
        2.2.1 儲能釋放階段建模分析
        2.2.2 沖擊加載階段建模分析
        2.2.3 復位階段建模分析
    2.3 沖擊加載系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化
        2.3.1 評價指標和約束條件
        2.3.2 參數(shù)優(yōu)化求解結果
    2.4 基于有限元仿真的理論模型及參數(shù)優(yōu)化驗證
        2.4.1 仿真設計
        2.4.2 理論模型驗證
        2.4.3 參數(shù)優(yōu)化結果驗證
    2.5 本章小結
第3章 沖擊傳遞過程的建模分析及柔性尺構型設計
    3.1 引言
    3.2 柔性尺彎曲力學特性模型及分析
        3.2.1 柔性尺構型參數(shù)
        3.2.2 柔性尺彎曲力學特性模型
        3.2.3 柔性尺臨界抗彎剛度
    3.3 柔性尺沖擊傳遞力學特性模型及分析
        3.3.1 不考慮柔性尺彎曲失穩(wěn)的軸向沖擊傳遞力學模型
        3.3.2 考慮柔性尺切向彎曲失穩(wěn)的修正模型
        3.3.3 沖擊傳遞過程邊界條件及評價指標
    3.4 邊界條件對沖擊傳遞過程的影響分析
        3.4.1 月壤阻力對沖擊傳遞過程的影響
        3.4.2 沖擊加載偏差角對沖擊傳遞過程的影響
        3.4.3 月壤剖面偏差角對沖擊傳遞過程的影響
        3.4.4 柔性尺構型參數(shù)對沖擊傳遞過程的影響
    3.5 基于有限元仿真的理論模型驗證
        3.5.1 仿真設計
        3.5.2 柔性尺切向、軸向失穩(wěn)理論模型驗證
    3.6 基于有限元仿真的柔性尺構型設計
        3.6.1 構型及仿真設計
        3.6.2 柔性尺構型設計結果
    3.7 本章小結
第4章 沖擊作用過程的系統(tǒng)建模分析
    4.1 引言
    4.2 月壤的物理及力學特性
        4.2.1 月壤的物理特性
        4.2.2 月壤的力學特性
    4.3 沖擊作用過程貫入頭阻力模型
        4.3.1 貫入頭構型參數(shù)
        4.3.2 不考慮擠密現(xiàn)象的貫入頭阻力模型
        4.3.3 考慮擠密現(xiàn)象的修正模型
    4.4 基于實驗的模型求解及驗證
        4.4.1 實驗設計
        4.4.2 基于實驗的模型求解
        4.4.3 基于實驗的模型驗證
    4.5 本章小結
第5章 柔性探尺的沖擊貫入能力分析
    5.1 引言
    5.2 對月壤的貫入能力分析
        5.2.1 沖擊阻力比
        5.2.2 貫入能力分析
        5.2.3 基于實驗的貫入能力分析驗證
    5.3 對月巖的適應能力分析
        5.3.1 月巖幾何、物理參數(shù)
        5.3.2 貫入頭月巖相互作用模型
        5.3.3 貫入頭與月巖的相互作用過程分析
        5.3.4 對月巖的適應能力分析
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]月壤剖面沖擊貫入式探測方案研究[J]. 沈毅,王冬,姜生元,劉杰,張偉偉,陳化智,鄧宗全.  深空探測學報. 2015(03)
[2]月巖采樣及其物理力學特性調研分析[J]. 李斌斌,周琴,何錄忠,杜垚森.  探礦工程(巖土鉆掘工程). 2015(05)
[3]孔穴擴張理論對靜力觸探錐尖阻力一般解的推導[J]. 毛玉坤.  山西建筑. 2014(11)
[4]基于承載力理論的錐頭阻力理論分析方法評價[J]. 韓巍,呂鳳良.  農業(yè)科技與裝備. 2008(01)
[5]月壤的物理和機械性質[J]. 鄭永春,歐陽自遠,王世杰,鄒永廖.  礦物巖石. 2004(04)
[6]靜力觸探錐頭阻力的近似理論與實驗研究進展[J]. 崔新壯,丁樺.  力學進展. 2004(02)

碩士論文
[1]基于圓孔擴張理論的靜壓有孔管樁擠土效應分析[D]. 易飛.南昌航空大學 2015



本文編號：3707805