月壤鉆取采樣裝置的力學(xué)特性分析.pdf

1、月壤鉆取采樣裝置是月球探測(cè)的重要工具之一，對(duì)實(shí)現(xiàn)月壤采樣起著關(guān)鍵作用。研究鉆取采樣裝置的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及其力學(xué)特性，對(duì)提高空間采樣任務(wù)的可靠性有著極其重要的作用。鉆取采樣裝置從出廠后經(jīng)運(yùn)輸、發(fā)射、入軌、軌道運(yùn)行、著陸等過程，在惡劣的動(dòng)力學(xué)環(huán)境下，鉆取采樣裝置的強(qiáng)度、剛度和動(dòng)態(tài)特性等力學(xué)性能是研究的關(guān)鍵內(nèi)容。本文的主要工作如下:
　　(1)結(jié)合探月三期對(duì)鉆取采樣任務(wù)的整體規(guī)劃、具體功能和性能要求，對(duì)采樣裝置的鉆進(jìn)機(jī)構(gòu)、取芯機(jī)構(gòu)、加載機(jī)構(gòu)、

2、整形機(jī)構(gòu)、展開機(jī)構(gòu)的功能原理進(jìn)行了分析。在采樣裝置精確CAD模型的基礎(chǔ)上，通過對(duì)結(jié)構(gòu)中的復(fù)合材料蜂窩夾層、結(jié)構(gòu)部件以及裝配關(guān)系的簡化，建立了整機(jī)和部組件的有限元模型。
　　(2)完成了鉆取采樣裝置在加速度過載和著陸沖擊工況下的準(zhǔn)靜態(tài)分析，得出其相應(yīng)的變形和應(yīng)力值;完成了整機(jī)的模態(tài)分析，得出相應(yīng)的固有頻率和振型;完成了整機(jī)鑒定級(jí)正弦頻率響應(yīng)計(jì)算和隨機(jī)響應(yīng)計(jì)算，得出相應(yīng)的響應(yīng)曲線和加速度響應(yīng)最大值以及發(fā)生的頻率范圍。
　　(3)

3、完成了采樣裝置各部組件的模態(tài)分析，得出相應(yīng)的固有頻率和振型;根據(jù)整機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)結(jié)果，完成了各機(jī)構(gòu)在極限工況下的準(zhǔn)靜態(tài)分析，得出相應(yīng)的變形和應(yīng)力值。
　　研究結(jié)果表明:(1)對(duì)于所研究的鉆取采樣裝置，其功能原理滿足探月三期對(duì)鉆取采樣任務(wù)的要求;(2)鉆取采樣裝置的基頻較高，不會(huì)與運(yùn)載頻率耦合而產(chǎn)生共振;(3)整機(jī)準(zhǔn)靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析以及部組件的力學(xué)特性分析表明鉆取采樣裝置的強(qiáng)度較大，在試驗(yàn)要求的頻率范圍內(nèi)響應(yīng)較小，性能穩(wěn)定，能夠抵