离散元法在月面建造力学分析中的研究及应用

V11%TB4; [目的]为了深入了解月面建造过程中月壤的力学特性,评估月基装备性能,优化月面建造作业,开展离散元法(discrete element method,DEM)在月壤接触力学领域的应用调查研究,旨在利用离散元法为未来月球基地建设提供理论指导和技术支持.[研究现状]基于地质勘探、资源采集及运输、建造作业等月面原位建造任务场景,分析月壤颗粒的建模与参数标定,介绍月基装备与月壤的接触作用研究现状,概述离散元法在钻-壤作用模拟、铲-壤作用模拟、轮-壤作用模拟及足-壤作用模拟中的应用,探讨基于离散元法的天然月基承载力分析.[结论与展望]提出降低几何模型复杂度、优化粒间接触模型及参数是提高宏...

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Published in中国粉体技术 Vol. 30; no. 4; pp. 26 - 42
Main Authors 周诚, 李浩然, 夏一峰, 周燕
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 华中科技大学国家数字建造技术创新中心,土木与水利工程学院,湖北武汉 430074 2024
Subjects
lunar construction
lunar-based equipment
月基装备
离散元法
discrete element method
lunar soil collection
bearing capacity
月面建造
月壤采集
承载力
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ISSN1008-5548
DOI10.13732/j.issn.1008-5548.2024.04.003

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Summary:V11%TB4; [目的]为了深入了解月面建造过程中月壤的力学特性,评估月基装备性能,优化月面建造作业,开展离散元法(discrete element method,DEM)在月壤接触力学领域的应用调查研究,旨在利用离散元法为未来月球基地建设提供理论指导和技术支持.[研究现状]基于地质勘探、资源采集及运输、建造作业等月面原位建造任务场景,分析月壤颗粒的建模与参数标定,介绍月基装备与月壤的接触作用研究现状,概述离散元法在钻-壤作用模拟、铲-壤作用模拟、轮-壤作用模拟及足-壤作用模拟中的应用,探讨基于离散元法的天然月基承载力分析.[结论与展望]提出降低几何模型复杂度、优化粒间接触模型及参数是提高宏观尺度月壤离散元建模精度以应对大规模月面建造场景的有效方法.认为利用离散元法进行铲挖式月壤采集装置及足式月球车设计在未来可以为月面建造提供可靠的技术支持.面向月面建造,离散元法将在水冰资源利用、建筑物月面承载力分析等方面提供科学依据.
ISSN:1008-5548
DOI:10.13732/j.issn.1008-5548.2024.04.003