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低重力环境下静力触探贯入机理离散元分析被引量：3: 2014年; 采用离散元法对月面及地面跨度范围内重力场环境(1/6g,1/2,1g)下静力触探机理进行了分析,以弄清地面试验与月面试验的区别。模拟结果表明:1同一相对贯入深度处,重力加速度越小,贯入阻力越小,归一化贯入阻力越大;2土体变形形式由隆起变形向竖向压缩变形的转化深度随重力加速度的增加而减小;3同一相对贯入深度处,随重力加速度的增加,特征点的竖向隆起位移减小,竖向压缩位移增大,对应土体颗粒的侧向位移也越大;4重力加速度越小,相同相对位置处土体的加卸载现象越明显;5重力加速度越大对应相同相对贯入深度处的土体破坏范围愈大。; 蒋明镜戴永生王新新; 关键词：离散元法静力触探试验贯入阻力

TJ-1模拟月壤承载特性的现场试验研究被引量：4: 2013年; 采用TJ-1模拟月壤作为试验材料,通过静力触探、静载荷试验的对比分析,探讨适合月壤承载力计算的经验公式,以期为未来载人登月时宇航员和着陆器登陆可能涉及到有关月面承载能力的问题提供必要的参考。首先,使用近255 t TJ-1模拟月壤人工制备出13 m×12 m×1.2 m试验用地基,后在试验地基均匀布置6个静力触探测点和2个静载荷试验测点进行测试。针对太沙基承载力计算半经验公式以及规范和国内外学者提出的12个适合中密实砂土静力触探承载力计算的经验公式,对试验结果进行探讨。发现直接运用太沙基提出的半经验公式计算月壤承载力结果明显偏小,而由联合试验小组提出的经验公式s[R]36 P 76.6能够用来近似计算月壤地基承载力。计算结果表明,该经验公式在计算承载力时能够与静载荷试验值较好的吻合。; 蒋明镜戴永生张熇王闯吴晓峰; 关键词：着陆器静力触探月壤 TJ-1模拟月壤地基承载力

月壤水平开挖试验离散元数值分析: 研究土体与开挖设备间的相互作用对于优化开挖设备设计,进而减小开挖阻力和能量消耗有重要意义。首先,通过引入月壤模型到离散元商业软件中模拟地面环境下休止角试验,并与TJ-1模拟月壤室内试验进行对比,确定了一组能够用于模拟机械...; 奚邦禄蒋明镜戴永生申志福; 关键词：月壤离散单元法阻尼; 文献传递

竖向荷载对月球车行驶性能影响的离散元分析被引量：3: 2015年; 技术的发展使得月球车原材料强度更高、质量更轻,而复杂的探测任务要求月球车携带的探测设备越来越多。为了平衡月球车承受的荷重,防止月球车车轮因承受荷载不当导致在月面打滑、下陷以致不能正常行驶,有必要研究月面环境下竖向荷载对月球车行驶性能的影响。针对真实月壤内摩擦角较大、有粘聚力的特点,采用笔者提出的一种考虑粒间抗转动作用与粒间范德华力两个因素的月壤散粒体力学接触模型,模拟月面环境下三种竖向荷载P作用下月球车刚性驱动轮与月壤的相互作用问题。其中,当竖向荷载为400/6 N时,车轮打滑,因此,文中主要对竖向荷载为1 000/6 N和1 350/6 N两种情况进行对比分析。研究结果表明:月面环境下,滑转率随竖向荷载的增加呈下降趋势,月球车因为轮上荷载过小,导致滑转下陷过大而失去行走能力的风险更高。沉陷量也随竖向荷载的增加而减小,月面环境下荷载过小会使月壤的可通过性变差。月面环境下牵引效率随竖向荷载增大而升高但都保持在较低水平。; 蒋明镜戴永生申志福; 关键词：月壤离散单元法月球车

模拟月壤微观结构形态的定量化研究新方法: 2015年; 针对土体的微观结构测试设备价格较高、操作相对复杂以及传统的微观结构测试主要针对单一粒组进行的缺陷,以同济一号(简称TJ-1)模拟月壤为例,介绍了一种可测定由不同粒组组成的砂样微观结构参数(如长短轴比例、粗糙度)的新方法.通过电镜扫描获取TJ-1模拟月壤不同粒组颗粒的高倍清晰照片,利用AutoCAD和MATLAB软件获取各粒组的微观结构参数.采用离散元数值试验,近似确定TJ-1模拟月壤中各粒组颗粒所受接触力占所有颗粒接触力的权重,并与各粒组形态参数的平均值相结合,采用加权平均,最终获取TJ-1模拟月壤形态参数的代表值.; 蒋明镜奚邦禄李立青戴永生; 关键词：离散单元法 TJ-1模拟月壤粗糙度

不同重力下月壤水平推剪阻力离散元数值分析被引量：2: 2015年; 月面环境下重力场仅为地面环境下的1/6,研究重力场对于开挖阻力的影响,对优化设计月面环境下开挖设备具有重要意义。采用离散单元法模拟不同深度不同重力场下的月壤水平推剪试验(简化的土–开挖机械间相互作用模型),分析了重力场对开挖试验中推剪阻力、能量消耗和破坏面的影响,最后建立推剪阻力与重力场的关系。结果表明:相同推剪深度下,随重力场增大推剪阻力和能量消耗均增加,推剪前方受扰动土体范围减小;随推剪深度增加,推剪阻力增加。; 蒋明镜奚邦禄申志福戴永生; 关键词：月壤离散单元法水平推剪试验重力场

月壤水平推剪试验的离散元数值分析被引量：2: 2016年; 在未来的探月计划中,将进行月球基地的建设和月球资源的开发等活动,这些活动均涉及月壤开挖/开采问题,因此有必要研究月壤与设备间的相互作用。将月壤-设备相互作用简化为平板水平推剪过程,采用离散单元法模拟这一过程。考虑到月壤的颗粒形态及月球表面特殊的环境,将粒间抗转动作用和范德华力引入月壤微观接触模型,通过双轴压缩试验得到数值试样的强度指标。分别考虑月面环境、不考虑范德华力的月面环境、地面环境,对比分析了重力场和范德华力对水平推剪阻力、破坏面和能量消耗的影响。结果表明:随重力场增大,水平推剪阻力和能量消耗增加但不与重力场成正比,破坏面由圆弧面变为平直面;范德华力对水平推剪阻力和能量消耗影响很小,但使破坏面延伸范围更大。; 蒋明镜奚邦禄申志福戴永生; 关键词：月壤离散单元法水平推剪试验范德华力

一种室内月球车‑月壤相互作用试验设备: 本发明涉及一种室内月球车‑月壤相互作用试验设备，包括模型箱、车轮单元、动力单元及测控单元，模型箱内装填模拟地基土，上端设有导轨，车轮单元包括车轮、上层板、下层板及导柱，上层板与下层板平行设置，且通过导柱连接，车轮通过连接...; 蒋明镜奚邦禄彭镝戴永生刘蔚; 文献传递

砂土中倾斜静力触探离散元数值模拟: 对静力触探机理的研究主要是基于垂直贯入的假设而进行的,对于倾斜静力触探的研究较少,尤其是考虑倾斜静力触探锥尖与土体接触面的界面效应的研究尚未涉及.通过离散单元法,选用适合砂土的颗粒间接触模型,对锥土摩擦系数μ=0.5,贯...; 戴永生蒋明镜王新新; 关键词：土工试验离散单元法锥尖阻力

月壤水平开挖推剪阻力影响因素离散元数值分析被引量：5: 2016年; 通过引入考虑范德华力和抗转动作用的月壤微观接触模型,采用离散单元法模拟月壤水平推剪试验(简化的土-开挖设备间相互作用模型),对月壤推剪破坏机制进行研究,分析了推剪深度、倾角和速率的影响,为真实月面环境下开挖提供参考。结果表明:推剪过程中推剪阻力首先随推剪位移增加至峰值,而后下降并趋于稳定;随推剪位移的进一步发展,推墙前方土体堆积,推剪阻力缓慢回升,推墙前土体受扰动区范围逐渐增大;当推剪面竖直时,随着推剪深度增加,推剪阻力和能量消耗增大,前方受扰动土体范围增大,破坏面为直平面;相同推剪深度下,推剪倾角越大,推剪阻力和能量消耗越小,前方扰动土体范围越小,破坏面为直平面;推剪速率越大,推剪阻力和能量消耗增大,前方扰动土体范围越大。由于月面开挖时推剪反力由机械与月面摩擦提供,考虑到开挖机械重量受空间运输能力限制,建议采用对推力(机械重量)要求低的浅层、倾斜、慢速开挖,适用于月面早期建设活动。; 蒋明镜奚邦禄申志福戴永生; 关键词：月壤离散单元法水平推剪试验范德华力

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戴永生

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