Analyse des struktiven Modells von unter Kompression erstarrten Körpern des simulierten Mondregoliths von Chang'e-5

Das chinesische Chang'e-5-Raumschiff sammelte erfolgreich 1731 g Mondregolith und brachte es am 17. Dezember 2020 zur Erde zurück. In diesem Papier wird der simulierte Mondregolith von Chang'e-5 als Hauptmaterial verwendet, um stabile und dichte feste Mondbodenstrukturen zu bilden, indem unterschiedliche Mengen eines anorganischen Härtungsagents und Wasser hinzugefügt werden. Die innere Morphologie, die Versagensmorphologie unter einachsiger Kompression und die Spannungs-Dehnungs-Beziehung der erstarrten Mondregolith-Proben (L-R-S-Ss) werden dann untersucht. Das Schadensmodell des Mondregolith-Härtungs Körpers wird anhand der Spannungs-Dehnungs-Kurven analysiert, und folgende Ergebnisse werden gefunden. (1) Die Rasterelektronenmikroskopie zeigt, dass die L-R-S-Ss mehr Mikrohohlräume und Mikrofrakturen enthalten, die die Hauptfaktoren für die Zerstörung sind. (2) Der einachsige Versagensmodus der L-R-S-Ss ist hauptsächlich ein Spaltungsversagen, mit sowohl vertikalen als auch schrägen Rissen, wobei der Winkel zwischen dem Hauptriss und der vertikalen Achse weniger als 30° beträgt. (3) Der Gehalt an Härtungsagent und die Menge an Wasser sind wichtige Faktoren, die die Festigkeit der L-R-S-S beeinflussen. Mit zunehmendem Wassergehalt neigt die Druckfestigkeit der L-R-S-S dazu, abzunehmen. Die Festigkeit der L-R-S-S steigt mit zunehmender Menge an Bindemittel. (4) Ein kubisches Polynom und ein rationaler Bruch werden verwendet, um die aufsteigenden und absteigenden Abschnitte der Spannungs-Dehnungs-Kurven der L-R-S-S zu approximieren, und ein stückweises konstitutives Modell der L-R-S-S-Proben wird vorgeschlagen. Die berechneten Ergebnisse des Modells stimmen gut mit den experimentellen Kurven überein.