本文關(guān)鍵詞：深層采樣全過程月壤樣品層理保持特性分析

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【摘要】：隨著“嫦娥三號”月球探測器成功發(fā)射、軟著陸器成功落月、月球車成功巡視月面環(huán)境,我國探月工程已加緊步伐進入了第三階段——采樣返回。采集月壤并收集返回是該階段任務(wù)的核心工程問題,對于深層月壤采樣任務(wù),由于獲得的月壤樣品具有一定深度,期望收集返回的月壤樣品在數(shù)量充足的基礎(chǔ)上,還能較好地保持原位月壤的月質(zhì)信息,即能夠保持原位月壤的層理特性。因此,本文針對深層采樣全過程(鉆進過程,提芯、整形過程)進行月壤樣品層理保持特性研究,并重點分析影響整形過程月壤樣品層理保持特性的因素�；陔x散元方法建立月壤顆粒接觸碰撞三維模型,在傳統(tǒng)Hertz模型基礎(chǔ)上考慮月壤顆粒間彎曲、扭轉(zhuǎn)力矩作用,同時對月壤顆粒間存在的靜電引力、范德華力等場作用力進行等效,提出彈簧等效引力作用并設(shè)定最大引力失效區(qū),得到考慮等效引力的顆粒間法向、切向接觸力及彎曲、扭轉(zhuǎn)力矩計算方法。利用離散元三軸仿真試驗,標(biāo)定月壤離散元模型的細觀參數(shù)。設(shè)置9個細觀參數(shù),采用單一變量法分析每一細觀參數(shù)對月壤離散元模型宏觀力學(xué)特性的影響。在真實月壤宏觀力學(xué)特性指標(biāo)下,標(biāo)定一組月壤離散元模型細觀參數(shù),并通過計算得到:月壤離散元模型的內(nèi)聚力c為0.90k Pa、內(nèi)摩擦角?為42.25°。對深層采樣全過程進行模擬仿真,采用“分層概率法”分析月壤樣品的層理保持特性,結(jié)果表明:鉆進過程結(jié)束后,各層月壤樣品層理保持特性均受到一定破壞,但深層月壤要好于淺層月壤;提芯、整形過程結(jié)束后,各層月壤樣品層理保持特性發(fā)生進一步破壞�；谏鲜霈F(xiàn)象,對整形過程進行單獨模擬仿真,分析該過程下影響月壤樣品層理保持特性的因素,結(jié)果表明:樣品填充率的變化僅對首層月壤樣品存在影響,填充率越大,首層月壤樣品的層理保持特性越好;取樣袋纏繞半徑的增大會使得各層月壤樣品的層理保持特性變好,取樣袋纏繞速度的增大同樣有益于月壤樣品層理特性的保持。
【關(guān)鍵詞】：月壤 離散元模型 深層采樣 整形過程 層理保持特性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P184.5;V476.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題背景及研究目的與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 月球探測研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 星壤采樣研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.3 月壤離散元建模研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-19
• 第2章 基于離散元法的月壤顆粒接觸碰撞模型19-36
• 2.1 引言19
• 2.2 月壤三維離散元模型19-27
• 2.2.1 碰撞檢測理論19-21
• 2.2.2 接觸碰撞基本參量21-24
• 2.2.3 接觸碰撞力載分析24-27
• 2.3 離散元模型細觀參數(shù)標(biāo)定27-34
• 2.3.1 土體破壞理論27-30
• 2.3.2 宏觀、細觀參數(shù)30-31
• 2.3.3 三軸仿真實驗設(shè)計31-33
• 2.3.4 細觀參數(shù)標(biāo)定33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-36
• 第3章 深層采樣全過程層理保持特性分析36-47
• 3.1 引言36
• 3.2 層理保持評價方法36-37
• 3.3 深層采樣全過程仿真設(shè)計37-42
• 3.3.1 月壤離散元建模37-38
• 3.3.2 鉆具、取樣袋離散元建模38-40
• 3.3.3 仿真規(guī)程參數(shù)設(shè)計40-42
• 3.4 采樣全過程層理特性分析42-45
• 3.4.1 鉆進過程42-44
• 3.4.2 提芯、整形過程44-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第4章 整形過程層理保持特性分析47-58
• 4.1 引言47
• 4.2 整形過程仿真設(shè)計47-48
• 4.2.1 月壤、取樣袋離散元建模47-48
• 4.2.2 仿真規(guī)程參數(shù)設(shè)計48
• 4.3 整形過程層理特性分析48-57
• 4.3.1 樣品填充率48-51
• 4.3.2 取樣袋纏繞半徑51-54
• 4.3.3 取樣袋纏繞速度54-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-60
• 參考文獻60-63
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果63-65
• 致謝65

【引證文獻】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王泳嘉;;離散單元法——一種適用于節(jié)理巖石力學(xué)分析的數(shù)值方法[A];第一屆全國巖石力學(xué)數(shù)值計算及模型試驗討論會論文集[C];1986年

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本文編號：828109