依据探月工程三期规划,实现月球表面钻探2.0m、取样500g的目标,进行钻头切削齿与岩石相互作用的研究。钻头切削齿破碎岩石的能力是钻探取样的重要评价指标,本文以冲击碎岩机理、岩石破碎机理为理论基础进行低冲击功下切削齿—岩石相互作用的仿真分析和实验研究。冲击载荷作用下岩石破碎机理的研究,对认识岩石破碎机理和不同冲击条件下的岩石破碎效果等是十分重要的。但是由于岩石材料自身的特殊性和实验条件控制的不准确性,至今没有形成和建立成熟的冲击碎岩理论和能量变化的规律,具有应用价值的数据和理论具有局限性。本文采用实验研究和仿真研究相结合的方法,探讨在低冲击功(0.2J~2.0J)作用下岩石的破碎效果,提出低冲击功下单齿冲击碎岩效果研究方案,同时与高功耗碎岩形成对比,并为低功耗碎岩提供实验依据,完善低功耗下冲击碎岩理论,为月球钻探取样设备提供依据。(1)冲击破碎岩石理论研究包括切削齿—岩石相互作用的力学模型研究,从不同冲击功作用和不同切削齿类型等条件入手研究冲击碎岩机理,为仿真分析和实验研究提供理论支持。(2)依据冲击碎岩机理,进行不同冲击功条件下切削齿冲击碎岩实验研究和不同类型切削齿碎岩实验研究。(3)切削齿—岩石相互作用的仿真研究主要依据切削齿和岩石的三维模型进行仿真模型的建立,对其进行不同冲击功条件下、不同岩石类型和不同切削齿类型的冲击碎岩仿真研究。