基于超聲波-聲波能量耦合機(jī)理的鉆探器研究.pdf

1、本課題是在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《超聲波/聲波能量耦合動(dòng)力學(xué)行為及應(yīng)用研究》（項(xiàng)目編號(hào)：50975135）及南京航空航天大學(xué)基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)科研項(xiàng)目基金（NJ2011001）的資助下進(jìn)行的關(guān)于超聲波/聲波鉆探器的研究。
　　超聲波/聲波鉆探器不僅具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、能耗低等特點(diǎn)，而且具有無(wú)需軸向力這一突出優(yōu)點(diǎn)，因而在深空探測(cè)取樣方面具有廣闊的應(yīng)用前景。本文圍繞超聲波/聲波鉆探器的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)技術(shù)，主要開(kāi)展了如下的

2、研究工作和內(nèi)容：
　　1、針對(duì)超聲波/聲波能量耦合現(xiàn)象的振動(dòng)與碰撞動(dòng)力學(xué)本質(zhì)，將其抽象為具有集中質(zhì)量的彈簧-質(zhì)量-阻尼系統(tǒng)，定性分析了壓電驅(qū)動(dòng)的超聲波與聲波能量耦合的動(dòng)力學(xué)行為。
　　2、建立了超聲波/聲波能量耦合系統(tǒng)中壓電換能部分的有限元模型，開(kāi)展了模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)后，得到了優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，加工并實(shí)際制作了樣機(jī)。
　　3、建立了超聲波/聲波鉆探器與介質(zhì)的沖擊動(dòng)力學(xué)模型，利用顯式算法對(duì)鉆探過(guò)程中的應(yīng)力分布