小行星是太陽系的一類重要天體,人類可借助探測小行星的途徑加深對(duì)太陽系演變過程的認(rèn)識(shí),進(jìn)而探索地球起源等難題。目前附著采樣已成為小行星探測關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展的重要方向,該技術(shù)將保證探測器可長時(shí)間穩(wěn)固在小行星表面開展鉆探采樣工作,以獲得更加豐富的表層物質(zhì)信息�？紤]到超聲波鉆的功率低、體積小、重量輕和所需鉆壓力低等特點(diǎn),因此尤其適用于在小行星微弱引力環(huán)境下開展鉆進(jìn)作業(yè)�；谛⌒行潜砻娲嬖诘母叩蜏丨h(huán)境,本文以超聲波鉆為研究對(duì)象,開展其構(gòu)型尺寸設(shè)計(jì)、溫度特性分析和高低溫驅(qū)動(dòng)特性的仿真及試驗(yàn)研究�；趶椥泽w振動(dòng)基本理論,建立超聲波鉆壓電換能器的動(dòng)力學(xué)模型,完成換能器構(gòu)型尺寸參數(shù)設(shè)計(jì);利用模態(tài)分析獲取換能器的縱振振型及其對(duì)應(yīng)工作頻率;利用諧響應(yīng)分析對(duì)所設(shè)計(jì)換能器的輸出振動(dòng)幅度進(jìn)行預(yù)測,評(píng)估所設(shè)計(jì)換能器的驅(qū)動(dòng)特性�；谟邢拊浖弘姄Q能器的三維溫度場模型,通過瞬態(tài)熱力學(xué)仿真研究換能器在常溫條件運(yùn)行過程中的溫升特性;在此基礎(chǔ)上,研究高低溫環(huán)境和真空度因素對(duì)換能器溫度分布的影響規(guī)律;利用熱模態(tài)耦合仿真分析高低溫環(huán)境引起的換能器頻率漂移現(xiàn)象,并對(duì)高溫環(huán)境下?lián)Q能器的熱應(yīng)力分布進(jìn)行分析研究。研制一種可提供高低溫工...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景來源及研究目的和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 超聲波鉆探器研究現(xiàn)狀
        1.2.2 高低溫壓電驅(qū)動(dòng)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.3 課題主要研究內(nèi)容
第2章 超聲波鉆換能器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析
    2.1 超聲波鉆結(jié)構(gòu)及原理
    2.2 壓電換能器構(gòu)型尺寸設(shè)計(jì)
        2.2.1 換能器構(gòu)型設(shè)計(jì)
        2.2.2 驅(qū)動(dòng)材料選型
        2.2.3 換能器動(dòng)力學(xué)模型建立
    2.3 換能器有限元仿真分析
        2.3.1 模態(tài)分析
        2.3.2 諧響應(yīng)分析
        2.3.3 參數(shù)靈敏度分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 超聲波鉆換能器熱力學(xué)仿真分析
    3.1 超聲波鉆熱損耗分析
    3.2 換能器溫度場分析
        3.2.1 溫度場分析原理
        3.2.2 溫度場模型的建立
        3.2.3 溫度場分布對(duì)比分析
        3.2.4 環(huán)境因素的影響
    3.3 換能器頻漂特性分析
        3.3.1 熱模態(tài)仿真分析步驟
        3.3.2 頻漂特性仿真結(jié)果分析
    3.4 換能器熱應(yīng)力分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 超聲波鉆高低溫特性測試平臺(tái)設(shè)計(jì)
    4.1 高低溫測試平臺(tái)總體設(shè)計(jì)
        4.1.1 系統(tǒng)功能要求與性能指標(biāo)
        4.1.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
    4.2 機(jī)械部分設(shè)計(jì)
        4.2.1 進(jìn)尺機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.2.2 加熱箱和升降結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.3 控制部分設(shè)計(jì)
        4.3.1 進(jìn)尺控制環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)
        4.3.2 溫控環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 超聲波鉆驅(qū)動(dòng)特性試驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 超聲波鉆樣機(jī)研制
    5.2 超聲波鉆換能器驅(qū)動(dòng)特性測試
        5.2.1 預(yù)緊力矩的影響
        5.2.2 環(huán)境溫度的影響
    5.3 超聲波鉆驅(qū)動(dòng)性能測試
        5.3.1 鉆壓力對(duì)鉆進(jìn)效果的影響
        5.3.2 不同鉆進(jìn)介質(zhì)的適應(yīng)性
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3810930