用户登录
期刊信息
  • 主管单位:
  • 上海市教育委员会
  • 主办单位:
  • 上海理工大学
  • 主  编:
  • 庄松林
  • 地  址:
  • 上海市军工路516号
  • 邮政编码:
  • 200093
  • 联系电话:
  • 021-55277251
  • 电子邮件:
  • xbzrb@usst.edu.cn
  • 国际标准刊号:
  • 1007-6735
  • 国内统一刊号:
  • 31-1739/T
  • 邮发代号:
  • 4-401
  • 单  价:
  • 15.00
  • 定  价:
  • 90.00
刘东阳,李然,陈泉,李一鸣,孙其诚,杨晖.基于磁定位技术的冲击侵彻尺度的测量[J].上海理工大学学报,2023,45(6):552-559.
基于磁定位技术的冲击侵彻尺度的测量
Measurement of the impact penetration scale using magnetic positioning technology
投稿时间:2023-04-03  
DOI:10.13255/j.cnki.jusst.20230403001
中文关键词:  风化层  磁偶极子模型  最优化算法  撞击动力学  侵彻深度
英文关键词:weathering layer  magnetic dipole model  optimization algorithm  impact dynamics  penetration depth
基金项目:国家自然科学基金资助项目(12072200);上海市自然科学基金资助项目(20ZR1438800)
作者单位E-mail
刘东阳 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093  
李然 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093  
陈泉 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093  
李一鸣 上海健康医学院 医疗器械学院, 上海 201318  
孙其诚 清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084  
杨晖 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
上海健康医学院 医疗器械学院, 上海 201318 
yangh_23@sumhs.edu.cn 
摘要点击次数: 169
全文下载次数: 194
中文摘要:
      在小天体的探测任务中,探测器需要应对小行星表面特殊的风化层地貌环境。而人们目前对于风化层与探测器间的多尺度、强非线性的复杂动力学行为认知尚不充分,且对于撞击侵彻参数的测量缺乏合适的方法。为了掌握着陆过程中探测器的侵彻尺度关系,提出了一种实验室环境下基于磁偶极子模型的撞击动力学测量系统,通过迭代标定和GA-LM最优化算法提高了定位精度。将其应用于斜坡的撞击实验中,测量了撞击过程中撞击物2个方向的侵彻深度数据。结果表明:通过迭代标定算法和GA-LM算法平均提高了三轴31%的定位精度,使得最终的单轴定位误差小于3 mm;撞击斜坡过程中存在Y方向垂直穿透和Z方向横向滑动两种侵彻过程。Y方向的垂直穿透与下落高度符合1/3的幂律关系,而Z方向的滑动位移的标度规律并不稳定,原因是存在颗粒层崩塌的影响,并使得该位移与下落高度呈现非线性增加特征。
英文摘要:
      In the exploration mission of the small celestial bodies, the detectors should contend with the unique landform environment of the weathered layer on the planet's surface. However, the multi scale and highly nonlinear complex dynamics between the weathering layer and detectors remained insufficient. Furthermore, the measurement of the impact parameters for detector penetration lacked an appropriate experimental method. To comprehend the penetration scale relationship of the detector during the landing process, a laboratory impact dynamics measurement system based on the magnetic dipole model was proposed. The system's location accuracy was improved through the iterative calibration algorithms and GA-LM optimization algorithm. By applying to the impact experiment on a slope, the penetration depth data in two directions of the impact object was measured. The results show that the iterative calibration algorithm and GA-LM algorithm increased the positioning accuracy of the three axes by an average of 31%, resulting in a final single-axis positioning error of less than 3 mm. Two types of penetration processes under the impact on the slope was revealed, which were the vertical penetration in the Y-direction and the lateral sliding in the Z-direction. The Y-direction vertical penetration followed a power-law relationship with a falling height of 1/3, while the scaling law of the Z-direction sliding displacement was unstable due to the influence of particle layer collapse, resulting in the nonlinear increase in the displacement and falling height.
HTML   查看全文  查看/发表评论  下载PDF阅读器