本文關(guān)鍵詞：深層采樣全過(guò)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(hào)”月球探測(cè)器成功發(fā)射、軟著陸器成功落月、月球車(chē)成功巡視月面環(huán)境,我國(guó)探月工程已加緊步伐進(jìn)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(wèn)題,對(duì)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(duì)深層采樣全過(guò)程(鉆進(jìn)過(guò)程,提芯、整形過(guò)程)進(jìn)行月壤樣品層理保持特性研究,并重點(diǎn)分析影響整形過(guò)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(shí)對(duì)月壤顆粒間存在的靜電引力、范德華力等場(chǎng)作用力進(jìn)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(jì)算方法。利用離散元三軸仿真試驗(yàn),標(biāo)定月壤離散元模型的細(xì)觀參數(shù)。設(shè)置9個(gè)細(xì)觀參數(shù),采用單一變量法分析每一細(xì)觀參數(shù)對(duì)月壤離散元模型宏觀力學(xué)特性的影響。在真實(shí)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(xì)觀參數(shù),并通過(guò)計(jì)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(duì)深層采樣全過(guò)程進(jìn)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(jìn)過(guò)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(guò)程結(jié)束后,各層月壤樣品層理保持特性發(fā)生進(jìn)一步破壞�；谏鲜霈F(xiàn)象,對(duì)整形過(guò)程進(jìn)行單獨(dú)模擬仿真,分析該過(guò)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(duì)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(huì)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(guò)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 月球探測(cè)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?jī)?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(cè)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(xì)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(xì)觀參數(shù)30-31
• 2.3.3 三軸仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)31-33
• 2.3.4 細(xì)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(guò)程層理保持特性分析36-47
• 3.1 引言36
• 3.2 層理保持評(píng)價(jià)方法36-37
• 3.3 深層采樣全過(guò)程仿真設(shè)計(jì)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(jì)40-42
• 3.4 采樣全過(guò)程層理特性分析42-45
• 3.4.1 鉆進(jìn)過(guò)程42-44
• 3.4.2 提芯、整形過(guò)程44-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第4章 整形過(guò)程層理保持特性分析47-58
• 4.1 引言47
• 4.2 整形過(guò)程仿真設(shè)計(jì)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(jì)48
• 4.3 整形過(guò)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(xiàn)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(xiàn)】

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 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(guó)巖石力學(xué)數(shù)值計(jì)算及模型試驗(yàn)討論會(huì)論文集[C];1986年

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本文編號(hào)：828109