球形颗粒特性对弹塑性碰撞响应影响研究文献综述

 2021-10-25 09:10

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一、选题背景及意义1、研究背景与意义碰撞普遍存在于人类的生产、生活实践中以及天体环境中,是自然界中非常普遍的一种物理现象。

通常情况下,由于物体发生碰撞时的结束时间短暂,运动距离小,但运动物体间的相对速度却要发生巨大变化,所以碰撞物体间的作用力(接触力)显得特别大,可能导致碰撞物体在局部甚至整体发生严重变形或破坏。

颗粒材料的接触和碰撞问题在许多工业领域和日常生活中广泛涉及。

比如化学工业、生物医学、交通运输、机械工程、农业以及食品工业等。

然而,颗粒之间的接触和碰撞问题非常复杂,具体表现为碰撞的短历时和局部大变形,而且颗粒之间的这种相互作用都涉及到材料的塑性变形。

对碰撞理论进行研究并加以干预与利用是很有必要的[2]。

二、国内外研究现状何思明等[3]以Hertz 弹性接触力学(在Johnson的《接触力学》[5]一书中有介绍)为基础,假设材料为弹塑性强化材料,并考虑接触压力作用下颗粒球体接触面上材料进入塑性阶段后的应力调整与释放,提出了一种新的颗粒弹塑性接触理论。

以此为基础,在准静态假设的基础上,研究了颗粒间的弹塑性碰撞问题,推导了相应的计算公式,并与其它弹塑性接触模型进行了比较。

结果表明:按照该文模型预测的荷载变位曲线介于Hertz 弹性解和Thornton 解之间;强化系数越高,荷载变位曲线越接近Hertz 弹性解,强化系数越低,越接近Thornton 解,Thornton 模型为该文模型的一个特例。

在颗粒弹塑性碰撞过程中,本文理论预测的冲击力远远小于Hertz 弹性解的预测结果,更与实际情况相符。

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