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散体系统冲击破碎的动力学分析
引用本文:姜世平, 于海龙, 芮筱亭, 洪俊, 黎超. 散体系统冲击破碎的动力学分析[J]. 爆炸与冲击, 2014, 34(2): 247-251. doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0247-05
作者姓名:姜世平  于海龙  芮筱亭  洪俊  黎超
作者单位:1. 南京理工大学发射动力学研究所,江苏 南京210094; 2. 东南大学土木工程学院工程力学系,江苏 南京210096
基金项目:国家自然科学基金项目(11102089);新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-10-0075);
燃烧与爆炸技术重点实验室基金项目(9140C350406120C35133)
摘    要:

针对球形粒子组成的散体系统,基于离散单元法,将球形粒子离散成弹簧-球单元系统,给出了离散单元的运动方程,建立了离散单元之间的弹性力和接触力的计算模型,并用Mohr -Coulomb型破坏准则判断粒子的破碎。运用上述方法,对圆筒内由脆性材料组成的散体系统在冲击载荷下的挤压破碎过程进行了数值模拟;计算过程中,跟踪散体系统中每个粒子在不同时刻的破碎情况;分析了散体系统冲击破碎过程数值模拟结果的主要影响因素。结果显示:数值模拟过程中需综合考虑计算精度和计算时间之间的平衡;相同的计算条件下,颗粒的初始堆积方式不同,计算得到的散体系统的破碎程度不同。



关 键 词:固体力学   破碎   离散单元法   散体
收稿时间:2012-09-18
修稿时间:2013-01-21

Dynamic analysis on impact fragmentation of granular systems
Shi -ping Jiang, Hai -long Yu, Xiao -ting Rui, Jun Hong, Chao Li. Dynamic analysis on impact fragmentation of granular systems[J]. Explosion And Shock Waves, 2014, 34(2): 247-251. doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0247-05
Authors:Shi -ping Jiang  Hai -long Yu  Xiao -ting Rui  Jun Hong  Chao Li
Affiliation:1. Institute of Launch Dynamics, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing210094, Jiangsu, China; 2. Department of Engineering Mechanics, School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing210096, Jiangsu, China
Abstract:Aimedtoagranularsystemcomposedofsphericalparticles,theparticlesweredividedintoaspring-sphericalelementssystem basedonthediscreteelementmethod.Thecalculation modelsweregivenfortheelasticandcontactforcesbetweendiscreteelements.AndtheMohr-Coulombfailurerulewasusedtoestimatethefragmentationofthediscreteelements.Theabovemethodswereappliedtonumericallysimulatetheimpactfragmentationprocessofthegranularsystemcomposedofbrittlematerialinacylinder.Inthenumericalsimulations,thefragmentationstatesofeachparticleinthegranularsystematdifferenttimeswerefollowed.Andthemaininfluencingfactorswereanalyzedonthesimulatedresults.Theinvestigationsdisplaythatinthenumericalsimulation,itisnecessarytoconsiderthebalancebetweencomputationalaccuracyandtime.Andunderthesamecomputationalconditions,thecalculatedfragmentationdegreesofgranularsystemswillvarywiththepackingwaysoftheparticles.
Keywords:solidmechanics  fragmentation  discreteelementmethod  granules
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