【摘 要】
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永久阴影区月壤水冰等挥发份的探测,对推进“嫦娥七号”探月工程的实施意义重大。其中月壤次表层水的附存状态的探测需要借助侵彻体热诱导的方式。本文针对所需的热量来源问题,分别从以下方面展开研究:1)根据前人用冻土来模拟含水冰永久阴影区次表面月壤的结论,从侵彻角度研究了冻土在永久阴影区-145～-240℃环境温度和不同含水率下的参数和力学特性,发现其与低抗压强度的混凝土的性质较为相似。2)针对弹体侵彻低强
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永久阴影区月壤水冰等挥发份的探测,对推进“嫦娥七号”探月工程的实施意义重大。其中月壤次表层水的附存状态的探测需要借助侵彻体热诱导的方式。本文针对所需的热量来源问题,分别从以下方面展开研究:1)根据前人用冻土来模拟含水冰永久阴影区次表面月壤的结论,从侵彻角度研究了冻土在永久阴影区-145～-240℃环境温度和不同含水率下的参数和力学特性,发现其与低抗压强度的混凝土的性质较为相似。2)针对弹体侵彻低强度混凝土靶,提出了基于微元法的侵彻体头部摩擦升温计算公式。以Forrestal侵彻阻力法和摩擦热力学理论为基础,结合微元法,建立了侵彻体轴向力-摩擦力-摩擦热量-温度间的函数关系式。3)利用ANSYS/LS-DYNA软件建立了只考虑摩擦升温效应的弹靶有限元模型,并进行了热固耦合分析,得到了侵彻体头部的摩擦升温特性曲线。4)设计了侵彻摩擦温度测试系统并获得了的温度曲线。该曲线数据完整,能较好的反映侵彻过程弹头处的摩擦升温特性。理论、仿真和试验三部分结果吻合较好,说明了微元摩擦升温法的正确性、仿真模型的合理性和温度测试系统的可靠性,为下一步月壤侵彻摩擦升温的研究奠定了坚实的基础。
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