月壤采樣器鉆頭與月壤接觸作用仿真與試驗研究.pdf

1、本課題來源于我國探月工程關鍵技術攻關項目,預計2017年前后實現(xiàn)月球樣品無人自主返回任務,采用鉆取方式獲取深層樣品;采用了主動取芯機構,月壤突破鉆具被動段意味80％概率獲取了樣品。在分析國外地外天體鉆取采樣技術基礎上,結合我國土壤鉆采技術,分析鉆具在月壤鉆取過程中所產(chǎn)生的影響,尤其鉆具對月壤的擠壓破壞,可靠取心關鍵在于月壤對鉆頭內(nèi)孔被動段的突破貫入能力,本次研究不同構型鉆頭與月壤相互作用行為,研究壓入與旋壓力載特征、研究被動段高度等,提

2、取不同鉆頭構型對月壤鉆取采樣的影響的規(guī)律。
　　對月壤的物理力學特性進行研究,參考國外已經(jīng)獲得的月壤信息,結合國內(nèi)各研究機構地面模擬月壤研究試驗成果,運用土力學試驗及理論公式,得出模擬月壤的特性信息;將模擬月壤試驗結果與真實月壤相比較,制備地面試驗可用模擬月壤。
　　建立了基于ABAQUS軟件及有限元理論的月壤模型及月壤鉆采取樣機構基礎構型鉆頭模型,進行了不同壁厚T型鉆頭及堵頭的表層月壤鉆取采樣過程仿真。通過對不同構型鉆頭鉆

3、采取樣過程仿真,獲得更詳細的不同基礎構型鉆頭在鉆采時的應力應變規(guī)律及月壤破壞、月壤干擾信息;對不同重力場下的鉆進取樣過程進行仿真,獲得重力場與鉆壓力之間的規(guī)律曲線,提取重力影響因素及干擾信息。
　　參考國外月壤鉆采取樣機構鉆頭構型信息,結合民用鉆取采樣機構鉆頭構型參數(shù),抽象出基礎鉆頭構型及尺寸信息,設計幾種基礎構型的鉆頭,利用北京衛(wèi)星制造廠試驗平臺進行表層月壤鉆壓力測量試驗,根據(jù)試驗數(shù)據(jù)及試驗現(xiàn)象結合仿真規(guī)律總結不同基礎構型鉆頭在