桁架式主承载结构力学分析与优化

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1、硕士学位论文桁架式主承载结构力学分析与优化MechanicalAnalysisandOptimizationforMainBearingTrussStructure论文作者：蒋登科学位类别：工程硕士领域名称：航天工程校内指导教师：郭铁良教授校外指导教师：孙京研究员二〇一四年六月六日中图分类号：密级：公开UDC：学号：20120108北华航天工业学院硕士学位论文桁架式主承载结构力学分析与优化MechanicalAnalysisandOptimizationforMainBearingTrussStructure论文作者：蒋登科学位类别：工程硕士领域

2、名称：航天工程校内指导教师：郭铁良教授校外指导教师：孙京研究员二〇一四年六月六日学位论文原创性声明本人所提交的学位论文《桁架式主承载结构力学分析与优化》，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的原创性成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中标明。本声明的法律后果由本人承担。论文作者（签名）：指导教师确认（签名）：年月日年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北华航天工业学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借

3、阅。本人授权北华航天工业学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）论文作者（签名）：指导教师（签名）：年月日年月日北华航天工业学院硕士学位论文摘要探月工程的目标是月面巡视勘察与采样返回，月壤采样返回的实现具有重要的科技、经济、政治意义，可为人类开发利用月球资源打下基础。钻取采样装置（简称钻采装置）是月壤样品深层采集的关键部件，主承载结构是钻采装置的基础构架，具有连接、支撑和导向功能。钻采装置主承载结构的力学性能将直接影响其钻采性能。本论文以钻

4、采装置的主承载结构为研究对象,采用数值计算方法对主承载结构进行分析研究。根据相关技术要求设计主承载结构的构型，建立主承载结构的有限元模型；在对任务全周期内力学环境分析的基础上，应用机械振动和结构力学的相关知识，对主承载结构进行模态分析、正弦振动分析、加速度过载分析和最大扭矩分析，获得相应的力学特性；根据分析结果，以各梁的截面尺寸为优化变量，以质量最小为优化目标，以刚度大于40Hz为约束条件，对主承载结构进行尺寸优化，建立新的有限元模型；对新模型进行静力学和动力学分析，验证了新模型的力学性能能否满足要求。本文通过对主承载结构的设计、力学分析和优化，

5、得到了刚度大于40Hz，质量小于6Kg，满足各项力学性能的主承载结构，提出钻进机构和展开臂机构设计的振动条件。结果为钻采装置主承载结构的优化分析和改进提供了参考。关键词：桁架式主承载结构，力学分析，有限元，尺寸优化I桁架式主承载结构力学分析与优化AbstractThegoalofthelunarexplorationprojectisreconnaissance,samplingandreturning.Theimplementationofprojectissignificantforscience,economyandpolitic,itca

6、nlayfoundationforhumanresourcesdevelopmentandutilizationofthemoon.Thedrillingsamplingdevice(followingreferredtoasthedrillingdevice)isthekeycomponentofdeepcapturinginthemoon.Themaintrussstructureisbasicpartofthedrillingdevice,whichhasthefunctionofconnect,supportandguide.Sothem

7、echanicalpropertiesofthemainbearingtrussstructuredirectlyaffectthedrillingperformanceofthedrillingdevice.Theresearchofthetopicisthemainbearingtrussstructureofthedrillingdevice.Applyingnumericalsimulationtoanalysisandstudythemechanicalpropertiesofthemainbearingstructure,optimi

8、zationbasisonthem.Themainbearingtrussstructureconfigurationisdesigne