一种基于月壤结构特征的分层建模及钻头优化设计方法

本发明公开了一种基于月壤结构特征的分层建模及钻头优化设计方法，属于月壤结构模型与钻头结构优化设计领域，包括：基于Mohr‑Coulomb模型建立月壤‑月岩‑月壤分层复合模型，赋予月壤层低内聚力与高摩擦角、月岩层高密度与高弹性模量特性，通过Siemens NX构建钻头三维模型并与月壤‑月岩‑月壤分层复合模型装配构成钻头‑复合月壤模型，采用有限元分析确定钻头结构参数的优化范围；进一步以最低切削功耗与最高效率为双目标，利用遗传算法对钻头结构参数进行编码与协同优化，通过分步迭代计算月壤和月岩切削功耗的叠加值，结合约束条件解码获得最优参数组合。该方法优化后的钻头结构可提升月壤钻探效率及可靠性，适用于月球采样任务的钻取机构设计。