本文關(guān)鍵詞：月壤在取樣管內(nèi)填充特性的研究　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2011年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：本課題以我國(guó)探月工程三期為背景,以離散元理論為基礎(chǔ),建立月壤的細(xì)觀本構(gòu)模型,包含月壤顆粒間接觸力學(xué)模型和月壤顆粒流動(dòng)性模型。在此基礎(chǔ)上,分別對(duì)月壤在硬質(zhì)取樣管和內(nèi)翻式軟質(zhì)取樣管內(nèi)的填充特性進(jìn)行了仿真分析。利用所搭建的壓入式取樣實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分別進(jìn)行了模擬月壤在硬質(zhì)取樣管和內(nèi)翻式軟質(zhì)取樣管填充實(shí)驗(yàn)研究。 通過(guò)對(duì)月壤物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)分析,確定了使用各向同性球形模型模擬月壤顆粒的方法,建立了基于軟球模型的球形月壤顆粒間接觸力學(xué)模型和月壤顆粒的流動(dòng)性模型。利用網(wǎng)格算法實(shí)現(xiàn)顆粒接觸搜索,建立月壤顆粒細(xì)觀本構(gòu)模型的模擬計(jì)算流程。 基于二維離散元仿真軟件PFC2D,對(duì)月壤在硬質(zhì)取樣管內(nèi)的填充特性進(jìn)行了仿真與分析。通過(guò)合理假設(shè)將月壤填充模型簡(jiǎn)化為活塞模型,并利用指定孔隙率的方法建立了月壤顆粒仿真模型。根據(jù)仿真結(jié)果,分析了月壤顆粒粒徑對(duì)填充特性的影響規(guī)律,分析了填充過(guò)程中月壤顆粒間力鏈的分布情況。仿真結(jié)果表明,月壤在硬質(zhì)取樣管內(nèi)的填充過(guò)程,存在極限取樣率問(wèn)題。 基于三維離散元仿真軟件EDEM,對(duì)月壤在內(nèi)翻式軟質(zhì)取樣管內(nèi)的填充特性進(jìn)行了仿真與分析。利用指定粒徑的方法建立月壤顆粒的仿真模型,利用EDEM的moving plane功能,建立軟質(zhì)取樣管的放著模型。根據(jù)仿真結(jié)果,分析了樣品層理信息保持性和取樣率。仿真結(jié)果表明,內(nèi)翻式軟質(zhì)取樣管具有保持樣品層理信息的能力,而且可以有效防止力鏈的生成,具有較高的取樣率。 搭建了壓入式取樣實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)模擬月壤在硬質(zhì)取樣管內(nèi)的填充過(guò)程分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),分析了取樣管直徑和加載方式對(duì)填充特性的影響規(guī)律;對(duì)模擬月壤在內(nèi)翻式軟質(zhì)取樣管內(nèi)的填充過(guò)程分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了軟質(zhì)取樣管具有較高取樣率的特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真分析結(jié)果相吻合。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：P184.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1335076