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Updated: May 16, 2026

Visualization of Failure and the Associated Grain-Scale Mechanical Behavior of Granular Soils under Shear using Synchrotron X-Ray Micro-Tomography
Published on: September 29, 2019
Escala Froude de la resistencia de intrusión giratoria en el regolito de microgravedad
Tongge Wen1,2, Sudeshna Roy3, Thorsten Pöschel3
1Xi'an Jiaotong University, Department of Engineering Mechanics, State Key Laboratory for Strength and Vibration of Mechanical Structures, School of Aerospace Engineering, Xi'an 710049, China.
La intrusión rotacional en medios granulares, crucial para las misiones espaciales, se estudió utilizando simulaciones. La rotación reduce significativamente la resistencia mediante la movilización de partículas, con efectos amplificados en la gravedad más débil.
Área de la Ciencia:
- La geofísica es la geofísica.
- Ciencias planetarias Ciencias planetarias.
- La mecánica computacional es la mecánica computacional.
Sus antecedentes:
- La intrusión rotacional en medios granulares es vital para las misiones de muestreo de cuerpos pequeños.
- Se entiende menos en comparación con los métodos de intrusión no rotacional.
Objetivo del estudio:
- Investigar la resistencia de un penetrómetro cilíndrico giratorio en medios granulares.
- Analizar la influencia de la velocidad de rotación (número de Froude) y la cohesión en la resistencia a la intrusión.
- Examinar el efecto de la gravedad en la dinámica de intrusión rotacional.
Principales métodos:
- Empleó un método de elementos discretos acelerado por GPU (DEM) para simulaciones.
- Simuló un penetrómetro cilíndrico giratorio entrando en el material granular.
- Número de Froude variado, cohesión y gravedad para observar cambios en la resistencia.
Principales resultados:
- La rotación interrumpe la zona estancada, induciendo la dilatación de cizallamiento y movilizando partículas.
- La resistencia disminuye con el aumento del número de Froude después de una relación de ley de poder negativa.
- La cohesión desplaza la respuesta al elastoplástico, causando la saturación de la resistencia.
- La gravedad reducida amplifica los efectos de rotación y la dependencia de la profundidad.
Conclusiones:
- La intrusión rotacional altera significativamente la resistencia granular en comparación con los métodos cuasi estáticos.
- Los hallazgos proporcionan información sobre la mecánica granular bajo diferentes velocidades de rotación y gravedad.
- Esta investigación ayuda a comprender y diseñar herramientas de muestreo para la exploración espacial, especialmente en entornos de microgravedad.
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