国家自然科学基金(51204151)
- 作品数：4 被引量：17H指数：3
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- 相关机构：中国地质大学北京空间飞行器总体设计部西南石油大学更多>>
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- 模拟月壤表层采样试验研究被引量：3
- 2014年
- 月球取样方式可以分为两大类:表层月壤采样和深层月壤采样。表层月壤采样一般使用挖、铲、夹、耙、吸等方式,而深层月壤采样一般使用钻取方式。通过采用和真实月壤特性类似的模拟月壤进行地面表层采样试验,主要针对挖取和铲取的方式,检测采样过程中模拟月壤和机具的相互作用力学参数,研究模拟月壤特性和采样方式对采样过程的影响,为后期进行月球环境下的模拟试验或计算机仿真提供重要的参考。
- 高辉段隆臣李谦刘宾张大伟
- 基于试验的模拟月壤表层取样理论修正及其应用被引量：4
- 2014年
- 月球探测对于我国各方面综合实力的提升均具有巨大的推动作用。当前我国各研发机构对月球采样的研发重点集中于采样机具的设计制造上,对采样机具和月壤之间相互作用却研究较少。与地球土壤相比,月壤的形成环境与条件完全不同,从而造就了其较为特殊的物理力学性质。在利用与真实月壤类似的模拟月壤进行的薄壁圆筒贯入试验中,发现存在月壤滞留和月壤附壁现象,从而分析得出在采样机具表面与月壤相互作用的理论分析中,除了传统的摩擦力理论外,还可通过最大抗剪强度进行分析。通过对试验现象和数据对比摩擦力理论和最大抗剪强度理论发现,最大抗剪强度理论更加符合实际情况。故将最大抗剪强度理论引入已有的月球螺旋钻进采样的理论模型中,通过计算得出基于最大抗剪强度理论计算的螺旋临界转速低于基于摩擦力理论计算的临界转速,在一定程度上能够降低采样机具的能耗。
- 李谦段隆臣高辉
- 关键词：摩擦力
- 模拟月壤螺旋钻进力载特性分析被引量：10
- 2014年
- 月球钻探取样具有钻进对象松散、钻机功率小、质量轻、钻进过程无冲洗介质等难点,螺旋钻进因其连续排屑和干式回转钻进的能力,成为最具可行性的月球钻探取样方式之一。为确保在设备能力和月表环境限制下实现深层月壤钻探取样目的,针对月壤/模拟月壤物理力学特性,对螺旋钻探取样过程进行力载特性分析。分析表明,月球钻探具有螺旋叶片宽度窄、回转速度高的特点,可采用钻屑颗粒模式求得临界回转速度,然后选择合理的钻进工艺。螺旋钻进功耗包括钻头切削月壤的功耗和钻进排屑功耗,可根据功耗模型研究各变量对功率的影响规律,从而为钻具结构优化和钻进参数优选提供理论指导。
- 谭松成段隆臣黄帆高辉
- 关键词：动力学分析功耗模型
- 月壤表取采样过程离散元仿真分析平台研究被引量：2
- 2013年
- 在月球表取采样系统优化设计的研究中,月球表取采样系统的设计需要计算采取月壤的质量以及采样过程中易受到月壤阻力的影响,进而确定系统储备的功率大小以及是否能够达到采样的目标。月壤属于散体材料,在采样过程中形态和力学特性不断变化,连续介质力学和经典土力学理论将研究对象作为一个整体,只能解决极限平衡状态下的受力问题,不能处理散体材料大变形和连续变形的问题。为解决上述问题,提出运用三维离散元方法对月壤的采样过程进行数值仿真,建立月壤的物理力学模型以及不同采样机具的参数模型,在地球环境下对仿真结果进行验证,然后利用上述模型在月球环境下进行仿真和分析,得出低重力环境对采样过程的影响结果。离散元仿真分析平台可以为实际的月壤表取采样方案确定、采样机具结构设计、采样机具动力设计等提供重要的参考和依据。
- 高辉刘宾张大伟段隆臣
- 关键词：月壤离散元方法
