沖擊機(jī)械應(yīng)力波傳遞效率研究及在月壤采樣機(jī)構(gòu)上的應(yīng)用.pdf

1、沖擊機(jī)械由于利用撞擊而能產(chǎn)生強(qiáng)度極大的力流，與相同功率下的靜壓機(jī)械相比，其結(jié)構(gòu)更為緊湊，在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用并有著相似的動(dòng)作原理：即沖錘部件在重力、液壓、或蒸汽等力的作用下加速運(yùn)動(dòng)，并以一定的速度撞擊工作對象，使得工作對象發(fā)生位移、變形和破壞。
　　傳統(tǒng)機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析將機(jī)械零部件作為剛體或質(zhì)點(diǎn)，忽略了介質(zhì)微單元體的慣性。波動(dòng)力學(xué)理論考慮了以毫秒甚至納秒計(jì)短暫時(shí)間尺度上發(fā)生的運(yùn)動(dòng)參量顯著變化，是沖擊機(jī)械系統(tǒng)能量傳遞過程分析所必

2、須依賴的力學(xué)基礎(chǔ)。
　　受空間環(huán)境下月壤采樣機(jī)構(gòu)能源供給的限制，本文立足于一般化的沖擊機(jī)械模型，在假定巖土動(dòng)態(tài)加載剛度一定的條件下分析比較了不同入射波形對巖土介質(zhì)作功過程中能量傳遞效率情況；以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)指數(shù)應(yīng)力波形為目標(biāo)，基于一維波動(dòng)力學(xué)理論并使用函數(shù)法對沖錘部件的波阻抗進(jìn)行反演設(shè)計(jì)；使用正解計(jì)算和有限元仿真的方法驗(yàn)證反演設(shè)計(jì)的正確性；首次提出假設(shè)脫離法，基于線性疊加原理，分析了沖錘與擊桿間的受力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，分析了沖錘幾何外形無量綱

3、參數(shù)影響下能量傳遞效率和沖錘沖擊效率的變化規(guī)律并計(jì)算相關(guān)的最優(yōu)參數(shù)。
　　入射波在變波阻抗或是變截面桿形部件傳播過程中必然會有反射波的產(chǎn)生。本文以應(yīng)力波在變波阻抗桿形部件的透反射規(guī)律為研究對象，利用頻域分析法及有限元程序，在擊桿兩端波阻抗比值給定且一端受到?jīng)_擊載荷的情況下對不同波阻抗方案的能量透射效率給予分析與比較；使用泛函極值問題的變分法，兼顧能量透射效率，求解得到反對稱波阻抗條件下使擊桿部件具有質(zhì)量最小的平原式幾何方案；比較分