| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-20页 |
| 1.1 课题研究背景与意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-17页 |
| 1.2.1 火星环境 | 第11页 |
| 1.2.2 火星钻探概述 | 第11-12页 |
| 1.2.3 地面上国内外冰层取芯钻探发展 | 第12-14页 |
| 1.2.4 典型冰层取芯钻具概述 | 第14-16页 |
| 1.2.5 火星钻探难点 | 第16-17页 |
| 1.3 课题主要研究内容及技术路线 | 第17-20页 |
| 第2章 火星冰的物理力学性质和破坏机理研究 | 第20-28页 |
| 2.1 引言 | 第20页 |
| 2.2 火星冰的材料特性 | 第20-22页 |
| 2.2.1 火星水冰的物理性质 | 第20-21页 |
| 2.2.2 火星干冰的物理性质 | 第21页 |
| 2.2.3 冰的力学参数分析 | 第21-22页 |
| 2.3 冰的破碎机理研究 | 第22-27页 |
| 2.3.1 冰的韧性破坏行为 | 第23-24页 |
| 2.3.2 冰的韧脆转变行为 | 第24-25页 |
| 2.3.3 冰的脆性破坏行为 | 第25-27页 |
| 2.4 本章小结 | 第27-28页 |
| 第3章 水冰/干冰取芯钻具一体化设计 | 第28-40页 |
| 3.1 引言 | 第28页 |
| 3.2 钻头设计概述 | 第28-34页 |
| 3.2.1 切削具形状设计 | 第28-30页 |
| 3.2.2 切削具在钻头体上的布置方式和数量设计 | 第30-31页 |
| 3.2.3 切削具角度参数设计 | 第31-32页 |
| 3.2.4 切削具材料选择 | 第32-33页 |
| 3.2.5 钻头构型设计 | 第33-34页 |
| 3.3 钻杆设计概述 | 第34-35页 |
| 3.3.1 钻杆螺距与螺旋角的计算 | 第34页 |
| 3.3.2 临界转速计算 | 第34-35页 |
| 3.3.3 钻杆构型及参数设计 | 第35页 |
| 3.4 取芯机构设计 | 第35-38页 |
| 3.4.1 方案一：卡刀提取法 | 第36页 |
| 3.4.2 方案二：簧片密闭法 | 第36-38页 |
| 3.4.3 取芯机构方案比较与优选 | 第38页 |
| 3.5 取芯钻具构型及总体参数设计 | 第38页 |
| 3.6 本章小结 | 第38-40页 |
| 第4章 钻头切削具与冰作用特性分析及参数计算 | 第40-46页 |
| 4.1 引言 | 第40页 |
| 4.2 切削具与冰相互作用特性分析 | 第40-43页 |
| 4.3 切削力影响因素分析 | 第43-45页 |
| 4.3.1 切削具前角对切削力的影响 | 第43-44页 |
| 4.3.2 切削具宽度对切削力的影响 | 第44-45页 |
| 4.3.3 切削具前角和宽度对切削力的影响 | 第45页 |
| 4.4 本章小结 | 第45-46页 |
| 第5章 钻头与冰的相互作用力载仿真分析和单刃切削实验 | 第46-70页 |
| 5.1 引言 | 第46页 |
| 5.2 有限元仿真软件ABAQUS理论基础 | 第46-47页 |
| 5.3 钻头几何模型的建立 | 第47-48页 |
| 5.3.1 模型的建立 | 第47页 |
| 5.3.2 材料特性 | 第47-48页 |
| 5.3.3 接触关系及边界条件的设定 | 第48页 |
| 5.3.4 网格划分 | 第48页 |
| 5.4 仿真模拟结果与分析 | 第48-59页 |
| 5.4.1 仿真结果分析 | 第48-49页 |
| 5.4.2 切削具前角对切削力的影响 | 第49-51页 |
| 5.4.3 切削具后角对切削力的影响 | 第51-53页 |
| 5.4.4 切削具宽度对切削力的影响 | 第53-54页 |
| 5.4.5 刀头圆角半径对切削力的影响 | 第54-56页 |
| 5.4.6 转速对切削力的影响 | 第56-59页 |
| 5.5 冰的单刃切削辅助实验 | 第59-67页 |
| 5.5.1 实验目标 | 第59页 |
| 5.5.2 实验准备 | 第59-64页 |
| 5.5.3 实验步骤 | 第64-66页 |
| 5.5.4 实验数据处理与分析 | 第66-67页 |
| 5.6 取芯钻头切削具参数优化 | 第67-68页 |
| 5.7 本章小结 | 第68-70页 |
| 结论 | 第70-72页 |
| 参考文献 | 第72-76页 |
| 致谢 | 第76页 |