模拟月岩单齿切削应力分析研究

发布时间：2017-12-28 23:17

  本文关键词：模拟月岩单齿切削应力分析研究　出处：《中国地质大学(北京)》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：对月球进行月岩钻探取样作为探月活动的一个重要组成部分,需要采取适宜于月表复杂环境的专门设备和技术。目前对于硬质合金钻头钻进石灰岩、大理岩等弹塑性岩石过程中破岩机理的研究还不多。对切削齿单齿切削月岩的工作机理及相关工作面应力进行准确的分析,可得出钻头破岩时的受力规律,进一步分析钻进技术参数的影响。论文总结了国内外关于取心钻头切削硬岩破碎的发展和理论的研究,意在分析硬质合金钻头单齿与模拟月岩相互作用模型,以及复杂的月表环境下对分析应力和碎岩机理的影响和变化规律,合理选取月球钻探钻进工艺。通过对大理石试样进行力学性质测量,并用硬质合金钻头对其进行切削试验,验证钻压转速的改变对钻进过程的影响。基于ANSYS软件有限元模拟,对硬质合金钻头单齿切削月岩岩石破碎过程进行应力分析研究。分析并计算切削齿单齿工作状态,单齿切削时月岩应力分析,研究切削月岩变形变化,对月岩和切削齿受力分析。用有限元方法完成硬质合金钻头单齿破岩过程的分析,确定了破岩过程中钻头及月岩的应力分布情况,为硬质合金钻头破岩效率分析提供理论依据。分析模拟条件限制下数值计算对齿的切削载荷规律的影响,结合外界条件的影响和实际操作会出现的问题。通过更精确的数值模拟,进一步研究切削齿切削月岩时应力变化,为改进钻头设计和优化钻进工艺规程提供合理的理论依据。
[Abstract]:On the moon, lunar drilling and sampling as an important part of lunar exploration activities, need to take special equipment and technology suitable for complex lunar environment. At present, there is not much research on the mechanism of rock breaking in the process of drilling cemented carbide bits in the process of limestone and marble. The stress mechanism of the cutting teeth of single tooth cutting rocks and related work surface for accurate analysis, the rock breaking force of law, further analysis of the influence of drilling parameters. This paper sums up the research on coring bit cutting hard rock crushing and the development of the theory at home and abroad, is intended to analyze the hard alloy bit single tooth and Simulation of rock interaction model, and the complexity of the lunar surface environment analysis on the effect of stress and rock fragmentation mechanism and change law, reasonable selection of lunar drilling drilling technology. The mechanical properties of marble samples were measured, and cemented carbide bit was used to carry out the cutting test to verify the effect of the change of drilling speed on drilling process. ANSYS software based on finite element simulation, the hard alloy bit single tooth cutting rock rock crushing process stress analysis. Analysis and calculation of the working state of the single tooth cutter, single tooth cutting rock stress analysis of rock cutting deformation changes of rock and cutting teeth by force analysis. With the finite element analysis method to complete the hard alloy bit single tooth process, the drill bit and rock in the process of rock breaking stress distribution, and provide a theoretical basis for the analysis of cemented carbide bit rock breaking efficiency. The influence of numerical calculation on the cutting load law of the teeth under the limit of simulated conditions is analyzed, and the problems of the external conditions and the actual operation will be combined. Through more accurate numerical simulation, stress change of further research on cutting tooth cutting rock, provide a theoretical basis for the rational drilling technology for the improvement of drilling bit design and optimization.
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P634;P184.5

【共引文献】

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本文编号：1347841