月壤水冰模拟样本SHPB试验及反射波特性分析

XIAO Junxiao,PANG Baojun,TANG Junyue,CHI Runqiang,CHEN Shengpeng,LIU Junwei,TIAN Ye,ZHANG Weiwei,JIANG Shengyuan

Journal of Deep Space Exploration（2022）

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摘要

高强度的月壤水冰组构通常采用高频冲击钻进、高速动能侵彻等方式实现原位探测,探测机具与月壤水冰组构之间存在复杂的动力学关系,探测机具在设计的过程中应充分考虑月壤水冰的动力学特性.提出一种利用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)实现超低温月壤水冰模拟样本的动力学特性测试的试验方法.利用SHPB试验系统,对-170 ℃极低温状态下3种不同含水率的月壤水冰模拟物开展了动态力学特性测试.通过分析试验结果,得到了不同应变率条件下月壤水冰模拟物的强度参数,总结出了月壤水冰模拟物应变率增强效应的规律;结合不同含水率样本SHPB试验的反射波频谱特性存在明显的差异的特性,提出一种基于钻具冲击反射波特性的月壤水冰含量辨识方法.可为月球水物质"探-采-用"探测器系统的研制工作提供有效参考.

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关键词

lunar polar exploration,simulated lunar water ice,SHPB,dynamic characteristics,identification method

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