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模拟月壤钻进力载建模及试验验证

发布时间:2018-01-23 12:45

  本文关键词: 月面钻取采样 钻进负载 填充率 钻进工艺参数 出处:《机械工程学报》2017年07期  论文类型:期刊论文


【摘要】:我国探月三期工程无人自主采样任务将利用钻取采样的方式获取深层月壤样品。由于不同月壤组分的机械特性存在显著差异,且采样点处沿深度方向月壤组分分布具有随机性,钻进过程中采样装置所受钻进负载极有可能发生剧烈波动,严重影响钻进稳定性。为保证采样任务的顺利实施,采样装置需要在有限的钻进功耗和钻压力条件下,及时调整合适的钻进工艺参数,控制钻进负载在合理范围内,降低采样风险。分析钻具作用下月壤的失效形式及运移状态,提出填充率概念用以定量描述螺旋钻杆的排屑状况,基于螺旋输送理论建立两种典型工况下的钻进力载模型。多维钻进工艺参数下的模拟月壤钻进试验表明:填充率指标能够准确描述螺旋钻杆的排屑状况;钻进力载模型能够有效预测钻进负载。
[Abstract]:In the three phase of lunar exploration mission will use unmanned sampling drilling sampling way to obtain deep regolith samples. There were significant differences due to different mechanical properties of lunar soil components, and the sampling point along the depth direction of the lunar regolith component distribution is random, in the process of drilling sampling device by drilling a load the possibility of a severe fluctuation, seriously affect the drilling stability. To guarantee the smooth implementation of sampling tasks, the sampling device need in Limited drilling power and drilling pressure conditions, timely adjustment of suitable drilling parameters, drilling load control in a reasonable range, reducing the sampling risk. Failure analysis on drill and role of lunar regolith migration state this is filled with, to quantitatively describe the cutting condition of spiral drill pipe row ratio concept, spiral conveyor is established based on the theory of two typical working conditions of drilling force load model based on multidimensional drilling parameters. The simulated lunar soil drilling test shows that the filling rate index can accurately describe the chip cutting condition of the spiral drill rod, and the drilling load model can effectively predict the drilling load.

【作者单位】: 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(61403106) 高等学校学科创新引智计划(B07018) 哈尔滨工业大学科研创新基金(HIT.NSRIF.2014051)资助项目
【分类号】:P184.5
【正文快照】: 0前言*月球作为离地球最近的天然行星,完整记录了太阳系45亿年来的发展演化历程,因而成为我国开展深空探测的首选目标[1-2]。自2004年正式开展探月工程以来,我国已先后完成了对月球的“绕”、“落”探测任务,收集了大量有关月表地形地貌的原始数据[3]。目前正在实施的探月三期

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