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一种考虑表面能作用的月壤颗粒接触力测定方法技术

技术编号:41212298 阅读:21 留言:0更新日期:2024-05-09 23:35
本发明专利技术涉及一种考虑表面能作用的月壤颗粒接触力测定方法,属于岩土力学模拟领域。考虑了月面环境对于月壤颗粒间表面能作用的影响,可用于研究环境对于月壤颗粒间相互作用力的影响,其步骤为建立月壤颗粒间微观接触距离D的范德华力分段区域;通过颗粒接触法向力、颗粒接触切向力、颗粒接触弯矩力、颗粒接触扭矩力建立月壤颗粒接触力学模型,其中范德华力属于接触法向力的一部分;基于PFC离散元仿真软件,依据步骤二中建立的月壤颗粒接触力学模型,通过仿真颗粒间的重叠量δ与月壤颗粒间的微观接触距离D之间的线性关系求解得到颗粒微观接触距离D,进而求解得到仿真颗粒间的范德华力,实现对月面环境下月壤颗粒间相互作用的仿真。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种考虑表面能作用的月壤颗粒接触力测定方法,属于岩土力学模拟领域。


技术介绍

1、作为离地球最近的天体,月球是人类走出地球探索宇宙的首选目标。月球蕴藏着非常丰富的矿产和能源资源,这些物资是未来人类探索和开发月球的重要原材料。此外,月表大气稀薄,月球上的白天和黑夜相当于14个地球日,在月表可获取丰富的太阳能资源。

2、不同于地面环境,月面大气稀薄,长期受到来自宇宙中的各种辐射,如太阳风、太阳宇宙射线和银河宇宙射线等。此外,月面环境还具有高真空、低重力的特点。虽然从粒径范围以及颗粒形状特征等方面来看,月壤与地球上的干粉砂相近,但月面的特殊环境使月壤表现出与干粉砂不同的力学性质,其中最显著的区别便是月壤颗粒间的范德华力使月壤具有一定的黏聚力。由于客观条件限制,在地面环境下进行月壤力学特性的试验研究存在着一定局限性:一是模拟月面环境的成本高且难度大;二是真实月壤样本极为稀少,目前主要以地面制取的模拟月壤作为试验对象。采用离散元方法则可以相对容易地模拟月面环境,通过结合自定义的月壤颗粒接触模型,便可对月壤力学特性进行仿真研究。

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【技术保护点】

1.一种考虑表面能作用的月壤颗粒接触力测定方法,其特征在于:具体测定步骤如下:

2.根据权利要求1所述的考虑表面能作用的月壤颗粒接触力测定方法,其特征在于:步骤一中范德华力分段区域分为如下五段:

3.根据权利要求1所述的考虑表面能作用的月壤颗粒接触力测定方法,其特征在于:

4.根据权利要求1所述的考虑表面能作用的月壤颗粒接触力测定方法,其特征在于:步骤二中颗粒接触切向的阻尼力计算式如下:

5.根据权利要求1所述的考虑表面能作用的月壤颗粒接触力测定方法,其特征在于:步骤二中颗粒接触弯矩力计算式如下:

6.根据权利要求1所述的考虑表...

【技术特征摘要】

1.一种考虑表面能作用的月壤颗粒接触力测定方法,其特征在于:具体测定步骤如下:

2.根据权利要求1所述的考虑表面能作用的月壤颗粒接触力测定方法,其特征在于:步骤一中范德华力分段区域分为如下五段:

3.根据权利要求1所述的考虑表面能作用的月壤颗粒接触力测定方法,其特征在于:

4.根据权利要求1所述的考虑表面能作用的月壤颗粒接触力测定方法,其特征在于:步骤二中颗粒接触切向的阻尼力计算式如下:

5.根据权利要求1所述的考虑表面能作用的月壤颗粒接触力测定方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵学亮王浩王鑫徐赵东李宇刘子雄陈正翰杨建中
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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