[发明专利]一种空间采样回转机构的扭矩有限元仿真方法

权利要求书

1.一种空间采样回转机构的扭矩有限元仿真方法，其特征在于：

步骤1：建立采样器的初始模型，并将初始模型导入HYPERMESH进行网格划分，并设置刚性构件和柔性构件；

步骤2:在LSDYNA中，根据DEM离散元方法建立土壤模型；

步骤3:在采样器初始模型的基轴转轴质心位置建立刚性转轴，使刚性转轴与基轴同轴线；所述刚性转轴采用壳单元建立，刚性转轴的直径小于基轴直径，位移与基轴同步，转速为预设采样转速；

步骤4:在LSDYNA中，采用同轴线的弹簧阻尼单元连接刚性转轴与基轴，设置弹簧阻尼单元的弹簧属性和扭转属性，设置工况参数，计算得出仿真结果；

其中5为刚性转轴、6为弹簧单元；在回转基轴的质心位置建立一刚性转轴5，使回转基轴2轴线与刚性转轴5的回转轴线共线， 对于约束的施加，应用LSDYNA中的关键字对回转基轴2与建立的刚性转轴5施加相同的位移约束，只对刚建立的刚性转轴施加回转约束；

在刚性转轴5与回转基轴2间采用弹簧单元6进形连接，刚性转轴5的转动通过弹簧单元5传递给回转基轴2，弹簧单元6的力矩即为采样过程的力矩需求，最后设置弹簧单元的相关输出选项，在LSDYNA中进行仿真求解。

2.根据权利要求1所述的空间采样回转机构的扭矩有限元仿真方法，其特征在于：所述采样器的初始模型为对称回转机构，包括基轴和毛刷，基轴为两根，在基轴外表面上均布圆柱体毛刷，且两根基轴之间的毛刷交错排布。

3.根据权利要求1所述的空间采样回转机构的扭矩有限元仿真方法，其特征在于：所述土壤模型为根据月壤的材料参数建立，粒子大小范围为4～25mm。

4.根据权利要求1所述的空间采样回转机构的扭矩有限元仿真方法，其特征在于：所述刚性构件为基轴。

5.根据权利要求1所述的空间采样回转机构的扭矩有限元仿真方法，其特征在于：所述柔性构件为毛刷。

6.根据权利要求1所述的空间采样回转机构的扭矩有限元仿真方法，其特征在于：所述工况参数包括：下降速度，刚性转轴的转速，重力加速度，材料属性，厚度属性。