着陆器足垫冲击模拟月壤的数值分析

针对竖向着陆冲击过程,开展大量的模拟月壤室内单元体试验,探讨模拟月壤材料参数的确定方法和取值范围.将着陆器按月地相似比尺简化为冲击筒体,建立着陆器足垫垂直冲击模拟月壤三维动力有限元模型,模拟分析在冲击荷载作用下的足垫轴力、速度和位移的实时动力响应,与室内模型试验结果进行对比,验证了该模型的合理性. 计算表明：场地塑性区域呈形状变化的椭球,影响主要分布在2.0～3.0倍最大足垫直径深度范围内,撞击变形呈盆底形,速度响应滞后于轴力,位移响应滞后于速度.     

月面软着陆足垫水平拖曳模型试验装置研制

为解决月球软着陆探测器在软着陆冲击完成到着陆完全稳定过程中的滑移特性问题,研发软着陆机构水平拖曳模型试验装置.该装置有传动控制系统、拖曳筒体的汽缸和限位器装置、量测系统、模型箱系统等,用于模拟软着陆过程中不同着陆速率、足垫冲击角度以及不同着陆地点下,软着陆机构水平滑移特性测试.由传动控制系统实现设定的水平拖曳速率;拖曳筒体的汽缸和限位器装置实现压力和刺入深度,量测系统对拖曳力、轴力、拖曳速率、刺入深度为和足垫转角进行测量,模型箱系统可配制任意要求的试验基床.开展了足垫水平、刺入深度10mm的系列试验,结果表明:拖曳力与轴力呈现线性关系,两者分布与美国国家航空航天局(NASA)试验结果相似,试验装置性能可靠.     

不同相对密实度下砂土侵蚀破坏试验研究

水力管线渗漏诱发城市地面塌陷灾害具有突发性、复杂性和高危害性的特点,对砂土在不同相对密实度侵蚀破坏过程进行试验研究可为灾前预防和灾后处理提供参考依据.文章设计了一种砂水流失可视化试验系统装置,采用数字照相量测技术对试验数据进行处理,运用图像分析法分析了砂土侵蚀过程,通过拟合法和理论分析法研究了砂土侵蚀破坏范围与砂土特性...     

月壤岩土工程问题研究进展

针对中国探月工程开展过程中遇到的月壤特性问题,综述国内外月壤的基本物理力学性质以及模拟月壤和机构相互作用的研究现状.给出模拟月壤的粒度分布、密度、孔隙比、强度指标和压缩指数等几参数的取值范围.总结出模拟月壤三轴试验的主要控制指标有：相对密度、围压、剪切速率等,并简要分析高真空度对模拟月壤性质的影响.通过对月球车研制中月壤对车轮牵引特性的影响、软着陆中月壤对足垫冲击响应等研究的发展现状的回顾,指出离散元方法在月壤特性分析和机构与模拟月壤相互作用等领域的应用前景.针对新型模拟月壤研制、模拟月壤本构关系和多种月面环境耦合下对月壤性能的影响等亟待解决的问题.     

地下工程监测与检测实验环节教学设计

地下工程监测与检测是一门实践性非常强的课程，实验环节是该课程教学非常必要的部分。然而，真实的地下工程现场监测实验耗时耗力，开展难度大、风险系数高，而模型箱实验又与工程实际相差较远。因此，提出一种模拟实验的教学设计，充分利用大学校园空地和实验室现有实验设备，通过简化改进标准实验步骤，设计了超载下土压力测试和平板载荷现场模拟实验。教学实践表明，学生据此完成实验基本操作，取得了符合规律的实验数据，教学效果良好。模拟实验步骤开展实验环节教学，既有利于学生掌握实验原理，了解地下工程现场监测的实况，又充分保障了师生安全，是该课程实验教学较好的设计思路。     

足垫冲击作用下月面扬尘规律二维离散元分析

为研究月尘扬尘规律，从能量的角度分析足垫触月过程，以TJ-1模拟月壤为参照，运用PFC2D软件建立月尘模型，研究不同的足垫冲击速度、足垫冲击质量、月尘密实度和摩擦系数等影响因素对扬尘范围的影响。结果表明：随着足垫冲击速度的增大，扬尘范围不断增大；随着足垫冲击质量的增大，横向扬尘范围不断增大；随着月尘相对密实度的增加，扬尘范围不断缩小；随着内摩擦角(与月尘摩擦系数正相关)的增大，扬尘范围不断减小。