模拟月壤的填充模型及特性研究

发布时间：2017-12-26 05:23

  本文关键词：模拟月壤的填充模型及特性研究　出处：《哈尔滨工业大学》2011年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：月壤深层取样的目标之一是取回尽量保持原有层理信息的月壤样品。针对此目标,本文在比较传统土力学与离散元方法的基础上,利用离散元方法对内翻式软袋深层取样过程中模拟月壤的填充模型及特性进行仿真研究,并结合相关理论分析了主要结构参数和钻进规程参数对模拟月壤层理信息的具体影响方式,对月壤深层取样顺利实施、钻取机构的设计和研制以及深层取样规程的制定具有重要的意义。 针对月壤的物理和力学特性,基于离散元方法软球模型,从细观角度建立了球形和非球形模拟月壤颗粒的接触力学模型和流动模型。 基于二维离散元软件PFC2D,仿真分析了颗粒直径对模型精确度的影响,即粒径效应,并根据粒径效应提出了变颗粒直径建模方法。以此为基础,利用平移面模型在三维离散元软件EDEM中建立了内翻式软袋方式下模拟月壤深层取样过程的仿真模型。 根据对月壤层理信息的要求,提出了层理信息的定量评价方法和评价指标。对取样管直压与内翻式软袋两种取样方式下的样品层理信息进行了对比分析。结果表明,内翻式软袋所取样品具有较好的层理信息。 基于内翻式软袋方式下模拟月壤深层取样模型,仿真分析了取样管直径、软袋摩擦系数、进给速率、激振频率对模拟月壤深层取样过程中层理信息的具体影响方式。结果表明,只考虑模拟月壤的层理信息时,取样管直径和颗粒-软袋摩擦系数越大越好,进给速度越小越好,激振频率应该尽量远离模拟月壤固有频率。为钻取机构的设计和研制以及深层取样规程的制定提供了一定的参考依据。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：P184.5

【参考文献】

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本文编号：1335977