【摘 要】
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针对深层月壤采样过程钻具参数对钻具受力及月壤采样量的影响问题,开展了离散元仿真分析。建立考虑扭转、弯曲力矩及等效引力作用的新型三维离散元月壤模型,通过三轴仿真试验
【机 构】
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哈尔滨工业大学航天学院; 北京卫星制造厂;
【基金项目】
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国家自然科学基金(U1637208,51605114);中国博士后科学基金(2017M621286);微小型航天器技术国防重点学科实验室开放基金(HIT.KLOF.MST.201608)资助项目
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针对深层月壤采样过程钻具参数对钻具受力及月壤采样量的影响问题,开展了离散元仿真分析。建立考虑扭转、弯曲力矩及等效引力作用的新型三维离散元月壤模型,通过三轴仿真试验进行细观参数标定,得到内聚力0.90 k Pa、内摩擦角42.25°的满足真实月壤宏观力学指标的仿真模型。选取钻头立齿形状、头体形状,钻杆导程、牙宽,回转转速等重点钻具参数进行对比分析,仿真结果表明:圆柱立齿有利于月壤采样,而八角立齿有利于钻具受力,"漏斗"形头体相比于"圆锥"形头体受力较小;钻杆导程的增加会使得月壤采样量增大,但同时也会使得钻具受力增大,钻杆牙宽取3 mm时月壤采样量最大、钻具受力最小;回转转速过大,月壤采样量会急剧减小,回转转速过小,钻具受力会急剧增大。
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