月壤樣品袋整形纏繞過(guò)程動(dòng)力學(xué)仿真.pdf

1、在我國(guó)探月三期月壤鉆取采樣的任務(wù)中，月壤樣品袋的整形纏繞回收是其中的重要過(guò)程之一。在整形纏繞樣機(jī)試驗(yàn)的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)樣品袋重疊纏繞、樣品袋滑落等纏繞失效的情況，針對(duì)此情況，對(duì)樣品袋整形纏繞系統(tǒng)進(jìn)行仿真，建立系統(tǒng)方程，分析判斷樣品袋是否重疊并計(jì)算樣品袋纏繞不至滑落的條件，為月壤樣品袋整形纏繞的順利進(jìn)行提供理論參考。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)選取卷筒入口處參數(shù)作為系統(tǒng)描述變量，由卷筒與樣品袋之間的速度等關(guān)系建立系統(tǒng)方程

2、。計(jì)算待卷入卷筒的樣品袋的弧長(zhǎng)隨時(shí)間的變化，并針對(duì)過(guò)渡段弧長(zhǎng)求解的難點(diǎn)，選取計(jì)算幾何中的累加弦長(zhǎng)法對(duì)其插值計(jì)算。由此得到系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算導(dǎo)向套的最優(yōu)運(yùn)動(dòng)速度，并判斷樣品袋是否重疊纏繞。⑵分析樣品袋纏繞在卷筒上所需的條件。根據(jù)虛功率原理求解樣品袋所受的拉力，得到樣品袋在卷筒入口處所受的拉力，根據(jù)此處拉力對(duì)卷筒上樣品袋的點(diǎn)進(jìn)行受力分析，列出卷筒上樣品袋的動(dòng)力學(xué)方程，求解動(dòng)力學(xué)方程得出樣品袋與卷筒間的接觸力。當(dāng)樣品袋與卷筒

3、間法向接觸力小于零時(shí)，樣品袋與卷筒脫離；當(dāng)樣品袋與卷筒徑向接觸力小于其間的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，樣品袋從卷筒滑落。⑶針對(duì)此整形纏繞系統(tǒng)應(yīng)用MATLAB編寫仿真軟件，由仿真軟件計(jì)算不同參數(shù)下的月壤樣品袋重疊纏繞點(diǎn)、機(jī)構(gòu)各結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)弧長(zhǎng)坐標(biāo)、卷筒所受阻力矩、纏繞失效時(shí)刻及纏繞失效位置。分析不同的導(dǎo)向套速度和不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)纏繞結(jié)果的影響，得出樣品袋的纏繞重疊情況對(duì)導(dǎo)向套的運(yùn)動(dòng)速度非常敏感，給出樣品袋正常纏繞的導(dǎo)向套速度；分析得到樣品袋拉力和樣品袋與