月面钻取采样离散元仿真

　　在对离散元仿真技术多年研究的基础上，本书密切结合我国探月三期工程目标，针对月壤的特殊物理、力学性质，建立月壤离散元仿真模型，并分别对复合型钻头、螺旋钻杆、内翻式取芯机构等部件与月壤间的作用特性进行离散元仿真研究，分析了在各部件作用下的月壤流动演化过程、负载特性及热力学特性等，为钻取采样机构的设计提供了依据。本书可供科研院所、高等学校从事星球采样探测技术研究的工程设计人员、教师、研究生等阅读和参考。

　　侯绪研，哈尔滨工业大学副教授，硕士生导师，主要从事离散元仿真技术及月壤特性模拟研究，主持国家自然科学基金面上基金等项目多项，在国际期刊、国际会议等发表学术论文60篇。

第 1章 深层月壤采样技术综述 1
1．1 苏联Luna系列深层月壤采样技术综述 2
1．2 美国Apollo系列深层月壤采样技术综述 8
1．3 中国月球采样返回探测任务简介 9
1．4 月面环境对钻取采样装置影响分析 14
本章参考文献 15
第 2章 基于离散元方法的月壤建模仿真研究 17
2．1 月壤概述 18
2．2 面向月壤物理特性的离散元仿真建模 30
2．3 面向月壤力学特性的离散元仿真建模 47
2．4 月壤土力学参数与离散元参数匹配 50
2．5 基于EDEM 的月壤元参数匹配模块开发 55
本章参考文献 75
第3章 钻杆与月壤间作用特性离散元仿真研究 76
3．1 螺旋钻杆工作状态分析 77
3．2 月壤在螺旋钻杆作用下的流动特性研究 78
3．3 钻杆螺旋槽排屑离散元仿真研究 83
3．4 极限进给钻进试验 88
3．5 钻杆结构参数优化设计 92
本章参考文献 96
第4章 钻头与月壤间作用特性离散元仿真研究 97
4．1 取芯钻头工作状态分析 98
4．2 月壤在钻头作用下的流动特性研究 105
4．3 钻具构型对排屑能力影响的DEM 分析 114
4．4 取样过程DEM 仿真与试验 119
本章参考文献 123
第5章 取芯机构与月壤间作用特性的离散元仿真研究 124
5．1 取芯机构组成及工作原理 125
5．2 月壤在取芯机构作用下的流动特性 126
5．3 月壤在取芯机构作用下的力学特性 138
本章参考文献 155
第6章 冲击贯入式潜头与月壤间作用特性的离散元仿真 157
6．1 地外天体潜入式探测技术现状 158
6．2 冲击贯入机理及冲击动力模型研究 163
6．3 冲击贯入式潜入器与月壤相互作用应力状态分析 167
6．4 圆弧形潜头与月壤相互作用力学模型研究 172
6．5 冲击贯入过程的离散元仿真及验证 188
本章参考文献 200
第7章 基于离散元方法的月面钻取过程热力学特性研究 201
7．1 月壤热力学特性研究 202
7．2 月壤传热学仿真建模 206
7．3 月面钻取过程热力学特性的离散元仿真分析 220
7．4 模拟月壤钻削温升特性试验研究 233
本章参考文献 240
名词索引 242