本文選題：螺旋鉆桿　切入點(diǎn)：遺傳算法　出處：《宇航學(xué)報》2015年06期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：分析了螺旋鉆桿的輸出月壤原理和輸出月壤阻力(阻力矩)以及綜合考慮了螺旋槽內(nèi)月壤對鉆桿驅(qū)動力矩的影響、螺旋升角的取值范圍和鉆桿的軸向鉆進(jìn)功率后建立了鉆桿驅(qū)動力矩、軸向加載力及功耗的模型。利用該模型分析了鉆桿外徑、螺旋槽深、槽寬比及螺旋升角等結(jié)構(gòu)參數(shù)對鉆桿驅(qū)動力矩和軸向加載力的影響,獲得了鉆桿結(jié)構(gòu)參數(shù)對鉆桿驅(qū)動力矩和軸向加載力的影響規(guī)律。以鉆桿質(zhì)量和功耗最小為雙優(yōu)化目標(biāo),以鉆桿外徑、螺旋槽深、槽寬比及螺旋升角等結(jié)構(gòu)參數(shù)為設(shè)計變量,基于遺傳算法對鉆桿結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,優(yōu)化后的功耗較優(yōu)化前降低了31.8%,鉆桿質(zhì)量減小了23.3%�？傮w減少了鉆探風(fēng)險,可為鉆取式自動采樣機(jī)構(gòu)的設(shè)計提供理論依據(jù)。
[Abstract]:The principle of the output lunar soil of the spiral drill pipe and the resistance (resistance moment) of the output lunar soil are analyzed, and the influence of the lunar soil in the spiral groove on the driving moment of the drill pipe is considered synthetically. The model of driving moment, axial loading force and power consumption of drill pipe is established after the range of spiral rising angle and the axial drilling power of drill pipe. The outer diameter and helical groove depth of drill pipe are analyzed by using the model. The influence of structural parameters, such as the ratio of groove width and spiral lift angle, on the driving torque and axial loading force of drill pipe is obtained, and the influence of drill pipe structure parameters on the driving moment and axial loading force of drill pipe is obtained. With the minimum quality and power consumption of drill pipe as the double optimization objective, the influence of structural parameters on the driving moment and axial loading force of drill pipe is obtained. The structural parameters of drill pipe are optimized based on genetic algorithm, such as the outer diameter of drill pipe, the depth of spiral groove, the ratio of groove to width and spiral angle. The power consumption after optimization is reduced by 31.8and the quality of drill pipe is reduced by 23.3.The risk of drilling is reduced, which can provide theoretical basis for the design of drilling automatic sampling mechanism.
【作者單位】： 北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院;中國空間技術(shù)研究院總體部;探月與航天工程中心;
【基金】：國家重大科技專項(xiàng)(TY3Q20110001)
【分類號】：P184;V476.3

【參考文獻(xiàn)】

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2 鄒猛;李建橋;賈陽;任露泉;李因武;;月壤靜力學(xué)特性的離散元模擬[J];吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2008年02期

3 劉飛;侯緒研;全齊全;丁亮;姜生元;鄧宗全;;空心外螺旋鉆桿與月壤相互作用力學(xué)模型研究[J];機(jī)械制造;2011年11期

4 田野;鄧宗全;唐德威;姜生元;侯緒研;;月壤鉆探采樣裝置中的鉆桿結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計及模擬試驗(yàn)[J];機(jī)械工程學(xué)報;2012年23期

5 趙萬里;李莞歆;路金萍;;松軟煤層瓦斯抽采高強(qiáng)螺旋鉆桿的研制與應(yīng)用[J];煤炭工程;2013年01期

6 舒服華;喬天琴;;遺傳算在螺旋輸送機(jī)優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用[J];陶瓷;2008年10期

7 鄢泰寧;冉恒謙;段新勝;;宇宙探索與鉆探技術(shù)[J];探礦工程(巖土鉆掘工程);2010年01期

8 魏發(fā)遠(yuǎn),李世其;基于混合遺傳算法的多目標(biāo)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計[J];宇航學(xué)報;2004年06期

9 唐乾剛;張青斌;豐志偉;王昱;;基于多柔體動力學(xué)的飛行器多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計[J];宇航學(xué)報;2010年01期

10 龐_g;劉志全;李新立;;月面鉆取式自動采樣機(jī)構(gòu)的設(shè)計與分析[J];中國空間科學(xué)技術(shù);2012年06期

【共引文獻(xiàn)】

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7 高輝;段隆臣;李謙;劉賓;張大偉;;模擬月壤表層采樣試驗(yàn)研究[J];地質(zhì)科技情報;2014年06期

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6 高興文;殷參;賴小明;喬飛;劉曉慶;王彩鳳;姜生元;;月壤鉆探取心機(jī)構(gòu)的多方案比較與分析[A];中國宇航學(xué)會深空探測技術(shù)專業(yè)委員會第九屆學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2012年

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4 趙德明;月壤在取樣管內(nèi)填充特性的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

5 劉飛;基于鉆具—月壤相互作用模型的鉆進(jìn)取心性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

6 崔金生;模擬月壤的填充模型及特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

7 劉天喜;淺層月壤采樣過程的機(jī)土耦合作用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

8 林淑飛;地下給水管網(wǎng)管線間距計算及優(yōu)化布局[D];西安科技大學(xué);2006年

9 高俁;自行火炮炮塔結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計研究[D];南京理工大學(xué);2007年

10 彭劍波;基于輪壤作用試驗(yàn)的月球車與月壤相互作用動態(tài)仿真[D];吉林大學(xué);2009年

【二級參考文獻(xiàn)】

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1 鄢泰寧,補(bǔ)家武,吳翔,王榮t，

本文編號：1610443