在我国探月三期月壤钻取采样的任务中,月壤样品袋的整形缠绕回收是其中的重要过程之一。在整形缠绕样机试验的过程中经常会出现样品袋重叠缠绕、样品袋滑落等缠绕失效的情况,针对此情况,对样品袋整形缠绕系统进行仿真,建立系统方程,分析判断样品袋是否重叠并计算样品袋缠绕不至滑落的条件,为月壤样品袋整形缠绕的顺利进行提供理论参考。首先,根据系统特点选取卷筒入口处参数作为系统描述变量,由卷筒与样品袋之间的速度等关系建立系统方程。计算待卷入卷筒的样品袋的弧长随时间的变化,并针对过渡段弧长求解的难点,选取计算几何中的累加弦长法对其插值计算。由此得到系统的运动规律。根据系统运动方程计算导向套的最优运动速度,并判断样品袋是否重叠缠绕。其次,分析样品袋缠绕在卷筒上所需的条件。根据虚功率原理求解样品袋所受的拉力,得到样品袋在卷筒入口处所受的拉力,根据此处拉力对卷筒上样品袋的点进行受力分析,列出卷筒上样品袋的动力学方程,求解动力学方程得出样品袋与卷筒间的接触力。当样品袋与卷筒间法向接触力小于零时,样品袋与卷筒脱离;当样品袋与卷筒径向接触力小于其间的滑动摩擦力时,样品袋从卷筒滑落。最后,针对此整形缠绕系统应用MATLAB编写仿真软件,由仿真软件计算不同参数下的月壤样品袋重叠缠绕点、机构各结构特征点弧长坐标、卷筒所受阻力矩、缠绕失效时刻及缠绕失效位置。分析不同的导向套速度和不同的结构参数对缠绕结果的影响,得出样品袋的缠绕重叠情况对导向套的运动速度非常敏感,给出样品袋正常缠绕的导向套速度;分析得到样品袋拉力和样品袋与卷筒间的摩擦力是影响样品袋滑落的关键力学因素,从而给出降低样品袋滑落风险的建议。