基于离散元的模拟月岩切削负载特性数值模拟及试验验证

发布时间：2017-10-11 03:13

  本文关键词：基于离散元的模拟月岩切削负载特性数值模拟及试验验证

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【摘要】：钻取采样是人类获取月球岩石类样品的重要手段,钻进负载的稳定性是确保月岩采样任务成功的关键因素。由于岩石属性直接决定其可钻性等级,并影响钻进负载,有必要在地面环境中,分析岩石本构模型与钻进负载之间的关系,构建不同可钻性等级的岩石样本模型,开展模拟钻进试验,获知不同钻进参数下岩石采样的钻进载荷变化情况。据此,将地面条件下大理岩样本选作模拟月岩切削特性的研究对象,基于二维颗粒流程序(Particle flow code 2 dimensions,PFC2D),建立小切削深度下仿真分析模型。利用Plackett-Burman试验(PB试验)和中心组合设计(Central composite design,CCD)方法,确定影响岩石切削特性的微观参数,开展不同切削深度下的模拟月岩切削负载试验验证。经仿真分析与试验验证能得到与岩石切削特性相对应的离散元模型,试验结果表明该仿真模型在较小切削深度条件下的切削负载变化规律与实际情况一致。通过研究获得了一种建立模拟月岩离散元切削模型的建模方法,为后续分析钻头/切削刃构型参数对钻进/切削负载的影响提供了研究条件。
【作者单位】： 哈尔滨工业大学机电工程学院;
【关键词】： 模拟月岩 切削特性 PFC参数 试验设计
【基金】：探月三期预先研究专项资助项目(TY3Q20110005)
【分类号】：V476.3;P184.5
【正文快照】： 0前言1早在20世纪六七十年代,美国和前苏联就先后探测了第一颗近地卫星——月球,并成功获取了约380 kg月球样品[1-2]。我国在近期也将执行月面无人采样返回任务,拟通过钻探取心的方式获取月面以下深2 m左右的连续月球样品并返回地球[3]。在月面无人采样过程中,受质量、动力和，

本文编号：1010153