【摘 要】
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采用离散元方法对冲击载荷作用下E形、U形和dolos形(扭转H形)等非凸体颗粒材料的缓冲性能进行数值分析。计算结果表明:与球形颗粒相比,非凸体颗粒材料具有良好的缓冲特性。同
【机 构】
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太原理工大学机械与运载工程学院,太原理工大学生物医学工程学院
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目(11502155);山西省研究生教育改革研究课题(2015JG41)
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采用离散元方法对冲击载荷作用下E形、U形和dolos形(扭转H形)等非凸体颗粒材料的缓冲性能进行数值分析。计算结果表明:与球形颗粒相比,非凸体颗粒材料具有良好的缓冲特性。同时,不同颗粒形状都存在一个临界长宽比R_c,当长宽比R<R_c时,底板的压力峰值随长宽比R的增加而减小;当长宽比R>R_c时,底板的压力峰值变化不再显著并趋于稳定。通过设定不同材料参数分析非凸体颗粒材料能耗散的主要方式,发现非凸体颗粒材料能量耗机制以摩擦耗散为主要方式,非弹性碰撞为次要方式,基本不存在飞溅颗粒耗散能量现象。最后,对颗粒系统在冲击过程中的平均配位数变化进行了讨论,以揭示非凸体颗粒形状对颗粒介质摩擦耗能机制的影响,结果表明,高长宽比的非凸体颗粒在冲击作用下颗粒单元接触更稳定,有利于摩擦力通过滑移诱导能量耗散,这导致非凸体颗粒具有更好的缓冲性能。
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