【摘要】：針對(duì)月壤鉆取采樣過程中存在大顆粒巖塊情況進(jìn)行三維離散元?jiǎng)討B(tài)仿真分析。建立考慮扭轉(zhuǎn)、彎曲力矩及等效引力作用的新型三維離散元月壤模型,通過三軸仿真試驗(yàn)進(jìn)行細(xì)觀參數(shù)標(biāo)定,得到黏聚力為0.90 k Pa,內(nèi)摩擦角為42.25°的滿足真實(shí)月壤宏觀力學(xué)指標(biāo)的仿真模型。針對(duì)月壤內(nèi)層存在大顆粒情況設(shè)計(jì)4種采樣工況分別進(jìn)行仿真分析,監(jiān)測(cè)大顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡與采樣效率,發(fā)現(xiàn)了"旋入效應(yīng)"、"縱向運(yùn)移效應(yīng)"與"阻塞效應(yīng)",仿真結(jié)果表明巖塊粒徑大小直接影響采樣結(jié)果:當(dāng)巖塊粒徑小于鉆頭"虛擬切削圓"時(shí),其無論存在于任何位置對(duì)采樣效率與后續(xù)樣品纏繞收集均無明顯影響;當(dāng)巖塊粒徑大于"虛擬切削圓"時(shí),阻塞現(xiàn)象嚴(yán)重,樣品收集困難,極易導(dǎo)致采樣失敗。研究結(jié)論對(duì)月壤鉆取采樣控制設(shè)計(jì)與鉆具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要的工程參考價(jià)值。
[Abstract]:Three dimensional discrete element dynamic simulation analysis is carried out in view of the existence of large granular rock masses in the sampling process of lunar soil drilling. A new three dimensional discrete element lunar soil model considering torsion, bending moment and equivalent gravity was established. The mesoscopic parameters were calibrated by triaxial simulation test. The cohesion force of 0.90k Pa, was obtained. A simulation model with an internal friction angle of 42.25 擄satisfies the macro mechanical index of real lunar soil. According to the large particles in the inner layer of lunar soil, four sampling conditions were designed and simulated respectively to monitor the movement track and sampling efficiency of large particles, and the "swirling effect", "longitudinal migration effect" and "blocking effect" were found. The simulation results show that the size of rock block has a direct influence on the sampling results: when the size of rock block is smaller than the "virtual cutting circle" of the bit, the sampling efficiency and subsequent sample winding collection are not significantly affected by its presence in any position. When the size of rock block is larger than "virtual cutting circle", the blocking phenomenon is serious and the sample collection is difficult, which can easily lead to sampling failure. The research results have important engineering reference value for the sampling control design of lunar soil drilling and the structure design of drilling tools.
【作者單位】： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天工程系;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51105100) 教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目(20112302120007) 中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目(20110491050) 國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(HIT.KLOF.2011.075)
【分類號(hào)】：P184.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 歐陽自遠(yuǎn);我國(guó)月球探測(cè)的總體科學(xué)目標(biāo)與發(fā)展戰(zhàn)略[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2004年03期

2 李因武;李建橋;鄒猛;任露泉;;月壤力學(xué)性質(zhì)對(duì)月球車牽引性能影響的模擬[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2009年01期

3 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

4 蔣明鏡;賀潔;劉芳;;基于離散元顆�？罐D(zhuǎn)模型的平移剛性擋墻被動(dòng)土壓力分析[J];巖土力學(xué);2012年09期

5 余東明;姚海林;吳少鋒;;三軸試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度參數(shù)值回歸分析法的區(qū)別與修正[J];巖土力學(xué);2012年10期

6 蔣明鏡;張伏光;孫渝剛;張望城;;不同膠結(jié)砂土力學(xué)特性及膠結(jié)破壞的離散元模擬[J];巖土工程學(xué)報(bào);2012年11期

7 蔣明鏡;鄭敏;王闖;;月壤雙軸試驗(yàn)的剪切帶離散元數(shù)值分析[J];巖土力學(xué);2012年12期

【共引文獻(xiàn)】

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2 鄢建國(guó);李斐;平勁松;王文睿;;月球重力場(chǎng)模型發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J];測(cè)繪信息與工程;2010年01期

3 孫樞;王成善;;“深時(shí)”(Deep Time)研究與沉積學(xué)[J];沉積學(xué)報(bào);2009年05期

4 鄭大勇;張衛(wèi)紅;石文靚;;未來大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)方案初步探討[J];導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù);2012年01期

5 吉瑋;王心源;郭振亞;吳海中;;對(duì)月探測(cè)技術(shù)研究回顧及展望[J];地理與地理信息科學(xué);2011年02期

6 李斐;鄢建國(guó);平勁松;;月球探測(cè)及月球重力場(chǎng)的確定[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2006年01期

7 李瑞玲;劉建忠;李春來;;月球探測(cè)計(jì)劃中影像數(shù)據(jù)的格式[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2006年04期

8 馮剛頂;陳超;張明皓;曾沖;張昌達(dá);;對(duì)月球重力場(chǎng)特征的理解[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2007年03期

9 占偉;李斐;;月球內(nèi)部構(gòu)造研究綜述[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2007年03期

10 周聰;杜勁松;梁青;陳超;吳云超;吳靜;;基于球冠域的月球重力地形校正方法[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2010年02期

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2 郭烈;王榮本;毛曉燕;金立生;張明恒;;基于機(jī)器視覺的環(huán)境感知坑檢測(cè)方法研究[A];中國(guó)宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第二屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

3 劉慶會(huì);陳明;趙融冰;;同波束VLBI在月球車相對(duì)定位和軌道器交會(huì)對(duì)接中的應(yīng)用[A];中國(guó)宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

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6 張一翔;沈志剛;;月球塵埃特性及其對(duì)登月物的影響[A];顆粒學(xué)前沿問題研討會(huì)——暨第九屆全國(guó)顆粒制備與處理研討會(huì)論文集[C];2009年

7 羅繼強(qiáng);姚連興;;月球表面著陸點(diǎn)選取及資源勘探的設(shè)想[A];2006年全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議文集（A 光電系統(tǒng)總體技術(shù)專題）[C];2006年

8 黃庚華;王斌永;舒嶸;張海洪;;月球探測(cè)衛(wèi)星激光高度計(jì)地面定標(biāo)與性能驗(yàn)證技術(shù)[A];2006年全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議文集（C 激光技術(shù)與應(yīng)用專題）[C];2006年

9 鄭鑫;陳冠磊;吳亞軍;賀慶寶;劉慶會(huì);;月球車相對(duì)定位同波束VLBI技術(shù)研究[A];中國(guó)宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（中冊(cè)）[C];2012年

10 陳明;劉慶會(huì);唐歌實(shí);陳冠磊;陳略;鄭鑫;趙融冰;;嫦娥二號(hào)衛(wèi)星DOR信號(hào)時(shí)延計(jì)算方法[A];中國(guó)宇航學(xué)會(huì)深空探測(cè)技術(shù)專業(yè)委員會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（中冊(cè)）[C];2012年

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3 劉霞;不確定遙操作系統(tǒng)非線性自適應(yīng)控制研究[D];電子科技大學(xué);2011年

4 郭麗;基于VLBI跟蹤觀測(cè)的空間飛行器瞬時(shí)狀態(tài)參量歸算[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海天文臺(tái)）;2007年

5 薛彬;CE-1干涉成像光譜儀信息處理及應(yīng)用研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2006年

6 趙勇;衛(wèi)星總體多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化理論與應(yīng)用研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

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9 陳世榮;搖桿—轉(zhuǎn)向架式月球車月面通過性能研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

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4 吳曉君;合成月壤與足墊相互作用模型試驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2011年

5 李立春;月球探測(cè)器軟著陸緩沖機(jī)構(gòu)緩沖性能分析研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

6 張則梅;月球著陸器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)及仿真分析[D];南京航空航天大學(xué);2009年

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8 張禹;滑軌式月壤鉆取采樣裝置關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

9 賈彥輝;基于Vortex的月球車移動(dòng)性能仿真與評(píng)價(jià)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

10 劉剛;月球車輪壤作用力學(xué)特性的測(cè)試與分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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1 阮波;張向京;彭意;;Excel規(guī)劃求解三軸試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)[J];鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2009年05期

2 鄢泰寧,補(bǔ)家武,吳翔,王榮t，

本文編號(hào)：2329231