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文檔簡介
1、本文以我國正在實施的月面鉆取采樣裝置的研制為工程背景,以鉆具限幅機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、力學(xué)分析及及試驗驗證為主要研究內(nèi)容,針對采樣鉆具的任務(wù)需求、工作環(huán)境及具體的結(jié)構(gòu)形式,采用航天產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、動力學(xué)分析和環(huán)境模擬試驗驗證方法,研制了一種可解鎖式鉆具支撐結(jié)構(gòu)——鉆具限幅機(jī)構(gòu)。
以鉆取采樣裝置任務(wù)需求為基礎(chǔ),開展限幅機(jī)構(gòu)方案設(shè)計研究。在多方案綜合比較分析的基礎(chǔ)上,提出了一種新型定點解鎖式鉆具限幅方案。該方案保證在空間運輸及淺層鉆進(jìn)階段
2、的限幅導(dǎo)向,并在鉆進(jìn)后半段完成解鎖避讓。
針對限幅機(jī)構(gòu)優(yōu)選方案,進(jìn)行限幅機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計及力學(xué)參數(shù)分析。以鋼球鎖釋組件為研究對象,進(jìn)行力學(xué)分析,確定其摩擦類型轉(zhuǎn)換的邊界條件,給出預(yù)緊力估計公式,以提高解鎖力穩(wěn)定性為目標(biāo)匹配各構(gòu)件摩擦系數(shù);對包括鎖合組件、限幅環(huán)、支撐架在內(nèi)的附屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計及優(yōu)化;以限幅機(jī)構(gòu)為研究對象,進(jìn)行剛度強(qiáng)度性能分析,分析其在不同工況下的承載能力;以結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容為基礎(chǔ),研制限幅機(jī)構(gòu)試驗樣機(jī)。
3、 將限幅機(jī)構(gòu)作為鉆具支撐系統(tǒng)的一部分,分析其與鉆具的相互作用關(guān)系。根據(jù)鉆具的結(jié)構(gòu)尺寸及支撐形式,對鉆具及其支撐系統(tǒng)進(jìn)行力學(xué)簡化;基于Euler-Bernoulli梁理論建立多點支撐預(yù)應(yīng)力鉆具剛度力學(xué)模型,分析軸向預(yù)緊與徑向限幅對鉆具剛度的影響;以限幅環(huán)約束下的鉆具為研究對象,考慮支撐間隙的影響,采用力學(xué)分析與動力學(xué)仿真相結(jié)合的方法,分析典型工況下鉆具的動力響應(yīng),并估算動力沖擊載荷;基于Hertz接觸理論,結(jié)合有限元仿真,分析螺旋翼與鉆桿
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