首页 期刊 宇航学报 钻取式自动采样机构螺旋钻杆结构参数的多目标优化 【正文】

钻取式自动采样机构螺旋钻杆结构参数的多目标优化

作者:王丽丽 刘志全 吴伟仁 张之敬 北京理工大学机械与车辆学院 北京100081 中国空间技术研究院总体部 北京100094 探月与航天工程中心 北京100037
螺旋钻杆   遗传算法   多目标优化   matlab   月壤  

摘要:分析了螺旋钻杆的输出月壤原理和输出月壤阻力(阻力矩)以及综合考虑了螺旋槽内月壤对钻杆驱动力矩的影响、螺旋升角的取值范围和钻杆的轴向钻进功率后建立了钻杆驱动力矩、轴向加载力及功耗的模型。利用该模型分析了钻杆外径、螺旋槽深、槽宽比及螺旋升角等结构参数对钻杆驱动力矩和轴向加载力的影响,获得了钻杆结构参数对钻杆驱动力矩和轴向加载力的影响规律。以钻杆质量和功耗最小为双优化目标,以钻杆外径、螺旋槽深、槽宽比及螺旋升角等结构参数为设计变量,基于遗传算法对钻杆结构参数进行了优化,优化后的功耗较优化前降低了31.8%,钻杆质量减小了23.3%。总体减少了钻探风险,可为钻取式自动采样机构的设计提供理论依据。

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