下载文档原格式
基于颗粒流岩石破裂的宏观参数敏感性分析
隋智力;杨志军;李照广;王旭鹏;李文利;李振
【期刊名称】《黄金》
【年(卷),期】2014(000)002
【摘要】在分析颗粒流理论的基础上，运用试误法建立了岩石破裂演化模型。
在岩石破裂演化的数值模拟过程中，研究了PFC模型的微观参数（颗粒粒径、键结强度、刚度比和微观摩擦系数等），并针对不同的微观参数选取不同的值分别进行了模拟分析，通过模拟结果分析了微观参数对宏观参数的敏感性。
模拟结果可为后期利用颗粒流对岩石力学试验进行模拟分析提供一定的依据。
【总页数】4页(P27-29,30)
【作者】隋智力;杨志军;李照广;王旭鹏;李文利;李振
【作者单位】北京城市学院;北京城市学院;北京城市学院;北京城市学院;北京城市学院;北京科技大学土木与环境工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TD315+.3
【相关文献】
1.直剪试验颗粒流模拟参数敏感性分析 [J], 郭书魁;张仪萍
2.基于颗粒流理论的充填体细观参数敏感性分析 [J], 程爱平;谭春森;王为琪;聂东青;李恩赐
3.细观参数对类砂岩材料宏观参数影响规律的颗粒流分析 [J], 牛双建;冯文林;党元恒
4.基于正交试验土石坝热-流耦合模型参数的敏感性分析 [J], 张文兵;任杰;杨杰;张雷
5.粗粒土三轴试验颗粒流细观参数敏感性分析 [J], 沈筠;莘子健
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
共线三球链问题的碰撞动力学研究栗鹏;姚文莉【摘要】共线三球链的碰撞动力学问题能够展示多刚体系统碰撞问题的困难之一:非唯一解的问题.本文建立了三球链碰撞的Hertz接触模型,研究对其求解的数值算法,并用有限元模型(FEM)对其进行验证,研究表明:同线性模型比较,采用Hertz接触力模拟小球之间的接触力更接近有限元计算结果;在Hertz接触模型基础上,分析碰撞过程中接触力的变化过程;研究刚度比和质量比对于碰撞结束后各个小球运动状态的影响,并研究了两种刚体模型下碰撞次序假设成立的条件.【期刊名称】《动力学与控制学报》【年(卷),期】2013(011)004【总页数】5页(P301-305)【关键词】多体系统;多点碰撞;恢复系数;Hertz接触;有限元【作者】栗鹏;姚文莉【作者单位】青岛理工大学理学院,青岛266520;青岛理工大学理学院,青岛266520【正文语种】中文如何正确描述多体系统碰撞问题已成为众多研究领域的基础性研究，包括航空航天、机器人技术、机械工程等等，因此具有重要的理论意义和实际意义．对于单点碰撞，利用动量守恒和能量守恒定律就可以描述单点碰撞问题的动力学行为，为考虑碰撞中由于相互作用引起算的能量损失时，一般引进恢复系数来描述碰撞过程的不连续性．把上述的理论运用到多点碰撞时，由于缺少足够的动力学方程，使得在确定碰撞后质点动力学状态时遇到一些刚体动力学模型难以克服的困难．共线三球链的碰撞问题看来起非常简单，但可以展示上述多体系统多点碰撞问题中的基本困难．当三个小球之间的碰撞时，若选用恢复系数模型，根据碰撞不同次序，则得到不同的结果．三个完全相同的小球并列在一条直线上，用初始速度为V小球B1去撞击静止的小球B2和B3，假设碰撞过程是完全弹性的．困难出现在:因B2和B3的相对速度为零，无法采用现有定义的恢复系数．为在经典的刚体碰撞动力学框架下解决此问题，需要引入碰撞次序的假设．若碰撞依次进行，则碰撞结束后各个小球的运动状态为:V'1=0，=0，V'3=V;若碰撞同时进行，则碰撞结束后各个小球的运动状态为:V'1= －V/3，V'2=2V/3，V'3=2V/3;不同的碰撞次序假设将导致不同的结果，这还是两种最简单的情况．很多学者显示了对该问题的兴趣，Han［1］等基于Routh图形化方法提出了处理多点碰撞问题的分析方法，但是该方法导致了相同的初始条件出现多个可能解的奇异性情况．Stronge［2］比较详细地介绍刚体多点碰撞的动力学模型．Hurmuzlu［3］提出‘动量比’参数刻画多质点碰撞问题，其方法在由有限个小球组成的多点碰撞实验中得到了验证．马炜［4］等用线性弹簧研究在给定的初始条件下三个小球之间的碰撞，给出解析解，研究不同的质量比，刚度比对于碰撞后各个小球之间的分离模式的影响．上述文献的理论均建立在线性接触模型的基础上．D．T．Spasic［5］等用弹性 Hertz 理论的假设和Johnson粘附力的模型建立三个小球之间的碰撞，给出模型的半解析解，其侧重于求解的过程，并未给出模型的依据及进一步的讨论．本文运用弹性Hertz接触理论来建立三个小球之间的碰撞的动力学模型，并用有限元软件去验证建立模型的正确性，在此基础上，分析碰撞过程中接触力的变化过程;研究刚度比和质量比对于碰撞结束后各个小球运动状态的影响，并研究了两种刚体模型下碰撞次序假设成立的条件．三个小球B1、B2和 B3，质量和半径分别为mi(i=1，2，3)和 Ri(i=1，2，3)．假设小球B1用初始速度V1去撞击小球B2，同时小球B2和B3静止在一条直线上，并在初始时刻保持接触，如图1所示．假设每个小球初始时刻的位置记为位移原点，若用x1，x2，x3分别表示三个小球的位移，则小球 B1和B2之间的压缩量为α1=x1－x2，小球B2和B3之间的压缩量α2=x2－x3．设小球B1和B2之间的接触刚度为K，小球B2和B3之间的接触刚度为γK，假设小球之间的接触模型为Hertz弹性接触模型．则小球B1对于B2的接触力B2和B3小球对于的接触力分别为:则根据牛顿第二定律得:则碰撞有初始条件:上述常微分方程没有解析解，只能对其进行数值解．上面三个二次常微分方程组可以化简为六个一次常微分方程组．令vi=xi，(i=1，2，3)，则化简后的方程组为:则初始条件变为:上述微分方程组适合于小球B1与B2和小球B2与B3同时接触，若在碰撞过程中有一个小球脱离接触，则上述微分方程组就不再适用．如果当α1=0时，此时时间为t*，小球B1和B2脱离接触，它们之间的碰撞结束，小球B1在此以后做匀速直线运动，则以后的微分方程组变为:这时初始条件变为:x2=x2(t*)，x3=x3(t*)，．当用此微分方程(4)算出α2=0时，小球B2与B3之间的碰撞结束，则三个小球之间的碰撞结束．如果当α2=0时，此时时刻为t＊＊，小球B2与B3脱离接触，它们之间的碰撞结束，小球B3做匀速直线运动，则在此以后的微分方程组变为:在此以后的初始条件为:x1=x1(t＊＊)，x2=x2用上述微分方程组求解时算出α1=0时，则小球小球B1与B2之间的碰撞也结束，至此三个小球之间的碰撞结束．若用微分方程组(3)计算出在t＊＊＊时刻同时有α1=α2=0，则说明三个小球的碰撞同时结束．计算步骤:1 先计算微分方程组(3)的数值解，判断是先有α1=0还是α2=0或者两者同时为α1=α2=0．2 若微分方程组(3)的数值解先有α1=0，则记此时刻为t*，用微分方程组(3)算出此时各个小球的运动状态，小球B1将以此时的速度做匀速直线运动;小球B2与B3以后的运动状态将满足方程组(4)，初始条件为在时刻的状态，用方程组(4)算出α2=0的时刻，计算此时刻的B2与B3的运动状态，则此时刻就是碰撞完全结束的时刻．3 若微分方程组(3)的数值解先有α2=0，同样按照步骤2，不过这时是小球B3先和小球B2脱离接触．4 若先有α1=α2=0，则在α1=α2=0的时刻就是碰撞结束的时刻，就是三个小球同时脱离接触．在微分方程组(3)(4)(5)中有质量比和刚度比这两个参数，所以固定初始条件，研究不同的刚度比和质量比对于碰撞过程各个小球的状态的影响．由于小球是轴对称的，而且速度的方向沿球对称轴上，碰撞过程中不考虑摩擦力，所以可以把三球链模型建成轴对称模型，在建立模型时三个小球只允许在对称轴方向上运动．在有限元软件ABAQUS建立如图2所示的模型．由于碰撞的时间短、接触力的变化快，在 ABAQUS中使用 Explicit求解器进行求解．由于碰撞接触区域的应力变化快而且大，对其接触区域进行细化．在建模型时，固定初始速度和三个小球的半径，分别研究不同的密度和弹性模量对于碰撞过程的影响，也就是质量的变化和刚度的变化对于碰撞过程中的影响．设小球B1的初始速度V1=5m/s，三个小球的半径为0．1m，泊松比ν=0．3，设小球 B2和 B3的质量一样，记为β=m1/m2=m1/m2．那么就研究刚度比γ和质量比β对于碰撞过程中各个小球的状态的影响．在计算画图时由于压缩量的值非常小，选择用压缩量对应的接触力来表示．(以后在图中的F(1－2)表示碰撞过程中B1对于B2的接触力，F(2－3)表示碰撞过程中B2对于B3的接触力，v1、v2、v3 分别表示小球 B1、B2、B3 的速度)图3表示在γ=1和β=1的情况下碰撞过程中接触力随时间的变化．通过上图可以看到用Hertz接触力建立的模型与用有限元模型(FEM)计算的结果几乎吻合，可以验证用弹性Hertz接触力建立三球链模型的有效性．可以得到大约在t=0．00049s时小球B1与B2小球脱离接触，而小球B2和B3接续接触，大约在t=0．00067s时小球B2和B3脱离接触，此时碰撞才真正的结束．图4表示在γ=50．5和β=1的情况下，接触力随时间的变化．通过图形可以得到:Hertz接触力模型和有限元模型计算的结果几乎一样;大约t=0．00039s在时，三个小球几乎同时分离．图5表示在γ=1和β=4的情况下碰撞过程中接触力随时间的变化．可以得到在小球B2和小球B3先分离，然后小球B1与小球B2再脱离接触，而且Hertz接触模型和有限元模型的结果几乎是吻合的．通过以上分析可以得到:在建立Hertz接触模型时，假设碰撞过程是准静态的，通过上面的比较也是可以得到的，因此对于三个小球的之间的碰撞在碰撞过程中由于应力波而损失的能量可以忽略不计．由此说明用Hertz接触模型建立三球链的力学模型更符合实际．下面就研究小球之间的刚度比和质量比对于碰撞后的运动状态的有影响．图6表示小球B1的初始速度V0=5m/s，三个小球质量一样的情况下，碰撞后各个小球的速度与刚度比的关系．可以得知，三个小球的质量一样的情况，不管刚度比有多大，小球B1肯定反弹;而且随着刚度比的增大，小球B1的反弹速度很快趋近于－V0/3，可以看到在小球B2和B3并没有都趋向于2V0/3，而是在2V0/3附近出振荡，这时由于B2和B3之间的弹性引起的，在马炜［4］研究中用线性弹簧来表示接触力，可以得知随着刚度比的增大，小球B2和B3很快趋向于2V0/3，这与Hertz接触力模型是有区别的，但是在γ→+∞时，用线性接触力和Hertz接触力模型算出的结果近似等于恢复系数模型的同时碰撞假设的结果．在γ→0时，可以推测小球B1和B2的碰撞后的速度趋近于0，小球B3的碰撞后的速度趋近于V0，这与线性接触力模型的结果几乎是一样的．因此可以得到:在刚度大于150和小于1的时候，用Hertz接触力和线性接触力的模型计算的结果相差不太，而且可以用恢复系数模型的两种假设去近似计算;但是在中间情况下，Hertz 接触力和线性接触力模型计算的结果有很大区别，这就需要用Hertz接触力来建立共线三球链碰撞的动力学模型．图7和图8表示小球B1的初始速度V0=5m/s，小球之间的刚度比一样的情况，碰撞后的速度随质量比的变化．通过图7可以得知:随着α的增大，小球B2和B3的速度增加很快，最后趋近于平稳，而小球B1的速度方向将不再发生变化，而且趋近于V0，此时若用恢复系数模型的两种假设计算得到的结果将与上面的结果有很大的差别．通过图8可以得知:随之α的减小，小球B1的速度趋近于－V0，小球B3的速度也趋近于零，小球B1相当于撞上一个固定面，而且可以观察到小球B2的速度几乎接近于零，此时小球B2可以看成是静止的，说明在α小于1时，可以用恢复系数模型的依次碰撞假设计算碰撞后的运动状态．建立三球链碰撞的Hertz接触模型，给出其数值算法，并用有限元对其进行验证，得到如下结论:(1)同线性接触力模型相比较，小球之间碰撞的接触力用Hertz接触力更符合实际;(2)研究了刚度比和质量比对于碰撞结束后各个小球运动状态的影响，给出碰撞恢复系数模型的两种假设的适用范围．2012－10－17 收到第 1 稿，2013－06－20 收到修改稿．【相关文献】1 Han I，Gilmore B J．Multi－body impact motion with friction－Analysis，simulation and experimental validation．ASME Journal of Mechanical Design，1993，115:412 ～4222 Stronge W J．Impact mechanics．Cambridge University Press，2000:182 ～1983 Ceanga V，Hurmuzlu Y．A newlook at an old problem:Newton’s cra dle．ASME Journal of Applied Mechanics，2001:575～5834 马炜，刘才山．三质点共线碰撞问题的理论分析．力学学报，2006(5):674 ～681(Ma W，Liu C S．Theoretical analysis of the three balls system with multiple impact．Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics，2006(5):674～681(in Chinese))5 Spasic D T，Atanavkovic T M．A model for three spheres in colinear impact．Archive of Applied Mechanics，2001，71:327～340*The project supported by the National Science Foundation of China(10872118，11272167)and the Science Foundation of Shandong Province(ZR2010AM010)† Corresponding author E－mail:ywenli1969@sina．com。
近场动力学理论在脆性材料破坏研究中的应用现状作者：王玲玲曹俊鑫赵银霜程想孔德文来源：《贵州大学学报（自然科学版）》2021年第03期摘要：近场动力学假定一定范围内的物质点之间存在非局部相互作用，通过空间积分重构物质点的运动方程，克服了传统有限元方法位移场连续性条件的局限，在分析强非线性不连续问题时具有无网格属性的数值优势，已成为研究脆性材料破坏的新兴理论。
本文简要介绍了近场动力学的基本内容及其理论框架，总结了近场动力学理论在脆性材料准静态裂纹扩展、动态裂纹扩展及冲击失效研究方面的应用现状。
关键词：近场动力学;脆性材料;裂纹扩展;数值模拟;冲击失效中图分类号：O346.1文献标志码：A由于本征脆性，混凝土、陶瓷、玻璃等脆性材料的破坏模式与破坏机理研究尤为重要。
在达到极限承载力前，脆性材料经历从微裂纹产生到扩展的损伤过程，较低的抗拉强度使得裂纹扩展成为脆性材料的主要破坏模式。
因此，许多学者力争能够准确预测脆性材料或结构的承载力以及相应的裂纹扩展过程与路径。
目前，数值模拟是研究材料与结构内部裂纹产生与扩展问题的主要方法，如有限元方法（finite element method，FEM）[1]、扩展有限元方法（extended finite element method，XFEM）[2]和粒子方法[3]等。
上述方法可以有效预测材料出现的大部分裂纹问题，但在复杂的裂纹问题（如裂纹合并、裂纹分支和任意三维裂纹问题）研究方面存在一定的局限性，而近场动力学在很大程度上克服了连续介质力学（computational continuum mechanics，CCM）的局限性，能够有效解决复杂的裂纹问题。
近场动力学（peridynamics，PD）的基本思想是由SILLING[4]提出的，它通过空间积分方程的求解来描述物质点的运动，可以看作是经典连续力学的一种非局部形式，因此PD中不再需要CCM中连续位移场的假设。
即使在材料中出现不连续或裂纹，PD的控制方程也可以保持有效性。
《基于近场动力学对玻璃材料裂纹扩展和破坏形态的研究》一、引言近场动力学（Peridynamics）是一种新兴的力学理论，以其独特的优势在研究材料力学行为中获得了广泛的关注和应用。
尤其在材料裂纹扩展和破坏形态的研究方面，近场动力学显示出强大的理论支持和实践价值。
本研究将聚焦于玻璃材料，利用近场动力学进行其裂纹扩展和破坏形态的深入分析，为材料力学性能的研究提供理论支撑和实践指导。
二、近场动力学理论基础近场动力学理论通过引入物质点间的相互作用力，将传统的基于全局场的力学理论转变为基于局部近场力的理论。
在近场动力学框架下，物质点的运动和相互作用力是通过近场区域内的其他物质点来定义的，这使得其能够更好地模拟材料的裂纹扩展和破坏形态。
三、玻璃材料裂纹扩展研究本研究以玻璃材料为研究对象，利用近场动力学理论对其裂纹扩展过程进行模拟和分析。
首先，我们建立了基于近场动力学的玻璃材料模型，并设置了适当的参数。
然后，通过对模型施加外部应力，模拟裂纹的生成和扩展过程。
最后，通过分析模拟结果，得出裂纹扩展的规律和影响因素。
在研究过程中，我们发现近场动力学能够很好地模拟玻璃材料的裂纹扩展过程。
裂纹的生成和扩展与外部应力的作用密切相关，同时也受到材料内部结构和性质的影响。
此外，我们还发现近场动力学的参数设置对模拟结果具有重要影响。
适当的参数设置能够更准确地模拟出玻璃材料的裂纹扩展过程。
四、玻璃材料破坏形态研究在研究玻璃材料的破坏形态方面，我们同样采用了近场动力学理论。
我们通过对不同条件下玻璃材料的破坏过程进行模拟，分析了破坏形态的特点和影响因素。
研究发现，玻璃材料的破坏形态与其内部结构和性质密切相关。
在受到外部应力作用时，玻璃材料内部的微裂纹会逐渐扩展并相互连接，最终导致材料的破坏。
破坏形态的表现形式多种多样，包括裂纹的分支、分叉、偏转等。
此外，我们还发现温度、湿度等环境因素也会对玻璃材料的破坏形态产生影响。
五、结论本研究利用近场动力学理论对玻璃材料的裂纹扩展和破坏形态进行了深入研究。
撞击动态模拟与分析技术研究引言：撞击动态模拟与分析技术是一个广泛应用于多个领域的研究领域。
随着科技的不断进步，人们对于物体在撞击过程中的变形、应力分布、能量传递等方面的研究需求也日益增长。
因此，撞击动态模拟与分析技术的研究一直备受关注。
本文将重点讨论撞击动态模拟与分析技术的基本原理、应用领域以及进一步的发展前景。
撞击动态模拟与分析技术的基本原理：撞击动态模拟与分析技术是通过数值计算手段，将撞击过程中所涉及到的物理现象转化为数学模型，并利用计算机进行模拟与分析。
其基本原理包括三个方面：材料本构关系模型、几何与边界条件的建立、以及求解算法的选择。
首先，材料本构关系模型是撞击动态模拟与分析技术最基础的一步。
通过对材料力学性能的实验与数学建模，可以得到材料在不同应力、应变下的本构关系模型。
这些模型可以用来计算和预测撞击过程中材料的变形、应力分布等信息。
其次，几何与边界条件的建立是撞击动态模拟与分析技术的关键步骤。
它涉及到对撞击物体的几何形状、撞击速度、初始条件等进行准确的描述和建立模型。
同时，适当选择合适的边界条件也是确保模拟结果准确性的重要一环。
最后，求解算法的选择对于模拟与分析结果的准确性和计算效率至关重要。
传统的求解算法如有限元法、拉格朗日法等已经被广泛应用于撞击动态模拟与分析中。
此外，基于网格划分的方法、粒子法、连续介质动力学等新兴的求解算法也在不断发展，以满足不同领域对于精度和计算效率的需求。
撞击动态模拟与分析技术的应用领域：撞击动态模拟与分析技术广泛应用于多个领域，尤其是工程、交通、军事等领域。
下面将重点介绍其在几个典型领域的应用。
首先，在交通领域中，撞击动态模拟与分析技术可以用于汽车碰撞测试与评估。
通过建立准确的数值模型，可以模拟各种碰撞情况下车身的变形、构件的损坏情况等。
这有助于提高汽车设计的安全性和碰撞事故后的车辆修复。
其次，在航空航天领域，撞击动态模拟与分析技术可以用于飞行器着陆过程中的结构强度分析。
第 62 卷第 6 期2023 年11 月Vol.62 No.6Nov.2023中山大学学报（自然科学版）（中英文）ACTA SCIENTIARUM NATURALIUM UNIVERSITATIS SUNYATSENI颗粒摩擦对散粒堆积体拱效应的影响*戴北冰1，2，邓林杰1，陈智刚31. 中山大学土木工程学院，广东珠海 5190822. 南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海），广东珠海 5190823. 重庆建工第一市政工程有限责任公司，重庆 400020摘要：通过开展三维离散元数值模拟，研究了颗粒摩擦系数对散粒堆积体自然休止角、堆积体底部应力分布、堆积体内部接触力投影分布、强弱力链数量等宏细观特征的影响规律。
研究表明：随颗粒摩擦系数的增大，自然休止角增大并逐步趋于一个饱和值，堆积体底部应力峰值位置则从堆积体底部中心逐渐往外迁移，堆积体底部中心接触力相对于底部峰值的减小程度逐步增加，应力凹陷现象与拱效应越明显；随着颗粒间摩擦系数增大，颗粒间接触力沿锥面方向投影的最大值方位（锥）角逐渐增大并趋于稳定，堆积体内部拱效应的优势发挥方位出现在偏离竖直轴15°~25°的方位。
关键词：颗粒堆积体；离散单元法；摩擦系数；休止角；拱效应中图分类号：TU43 文献标志码：A 文章编号：2097 - 0137（2023）06 - 0089 - 09The influence of inter-particle friction on the arching effect in granular heapsDAI Beibing1，2， DENG Linjie1， CHEN Zhigang31. School of Civil Engineering， Sun Yat-sen University， Zhuhai 519082， China2. Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory（Zhuhai）， Zhuhai 519082， China3. Chongqing Construction Engineering First Municipal Engineering Company Limited，Chongqing400020， ChinaAbstract：In this study， 3D DEM simulations have been conducted to investigate the effect of inter-particle friction on the macro and micro properties of granular heaps such as the angle of repose， stress distribution at the bottom， distribution of projected contact force， and number of strong and weak force chains， etc. The results indicate that increasing the inter-particle friction coefficient leads to an increase in the angle of repose, which eventually reaches a stable value. Additionally, the peak stress at the bot‐tom migrates from the center outward, and the degree of reduction in contact force at the bottom center relative to the peak value increases. This results in a more pronounced stress dip and arching effect. The orientation angle of the conical surface, along which the maximum projection of contact forces occurs, increases with the increasing inter-particle friction coefficient and eventually stabilizes. The preferential direction for the mobilization of arching effect is oriented at 15°~25° relative to the vertical direction. Key words：granular heaps； discrete element method； friction coefficient； angle of repose； arching effect散粒材料在自然界和人类生产生活中普遍存在（Terzaghi，1936；Karl，1943）。
颗粒流撞击壁面的离散元模拟沈文君;袁健【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2012(029)011【摘要】为了解决催化裂化装置中催化剂颗粒的磨损、撞碎等问题,首要解决催化剂颗粒的运动特性问题,为此将离散元数值模拟的技术应用到催化剂颗粒撞击壁面的模型中,简化了催化剂颗粒撞击壁面的模型为颗粒流撞击壁面模型,开展了颗粒流撞击壁面的离散元分析;建立了颗粒流中随机标记颗粒的速度与时间、位移与时间的关系,及整个颗粒流的动能与时间的关系;追踪了标记颗粒的运动轨迹,解释了颗粒流撞击壁面产生不规则分布的原因;提出了分段区间随机取样求得壁面平均应力的方法,在不同入射速度下对壁面产生的平均应力大小进行了对比分析.研究结果表明,入射颗粒流的速度对壁面应力的影响呈不稳定性,不同的入射速度影响壁面的平均应力大小,且在一定范围内入射速度越大,壁面的应力越大.【总页数】4页(P1247-1250)【作者】沈文君;袁健【作者单位】浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,浙江杭州310032;浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,浙江杭州310032【正文语种】中文【中图分类】TQ460.35;O242;TH117【相关文献】1.滑坡-碎屑流冲切铲刮效应的颗粒离散元模拟 [J], 陆鹏源;杨兴国;邵帅;张仕林;周家文2.催化剂颗粒撞击壁面的有限元分析 [J], 刘冬玉;周迪峰3.基于有限元法催化剂颗粒撞击壁面的数值模拟 [J], 袁健;沈文君4.撞击流法制备超细HMX中撞击压力和次数对颗粒度的影响 [J], 何得昌;陈潜;谭崝5.稠密颗粒射流撞击壁面颗粒膜表面波纹特征∗ [J], 钱文伟;李伟锋;施浙杭;刘海峰;王辅臣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于有限元法催化剂颗粒撞击壁面的数值模拟
袁健;沈文君
【期刊名称】《机电工程》
【年(卷),期】2012(029)010
【摘要】为解决催化裂化装置中的许多构件因为催化剂颗粒长期不断冲击而导致失效等的问题,将有限元法应用到其模拟仿真中,分析了单颗催化剂颗粒参数(角度、速度、材料)对不同壁面材料的撞击而造成壁面磨损的影响,建立了催化剂颗粒撞击壁面的数值分析模型,研究了催化剂颗粒以不同的速度、撞击角度,以及不同的催化剂颗粒的材料撞击不同材料的壁面对壁面造成的影响,并分析了催化剂颗粒变形对壁面磨损的影响,根据计算的结果,对催化剂颗粒参数进行了优化控制,提出了减少催化剂颗粒变形和构件磨损的技术措施.研究结果表明,该方法能够使催化裂化装置长期安全稳定地运行.
【总页数】4页(P1179-1182)
【作者】袁健;沈文君
【作者单位】浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室,浙江杭州310032;浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室,浙江杭州310032
【正文语种】中文
【中图分类】TE963;TH117
【相关文献】
1.大水滴撞击壁面的动态特性数值模拟 [J], 郭宇翔;刘荫泽;董威;雷桂林;朱剑鋆
2.催化剂颗粒撞击壁面的有限元分析 [J], 刘冬玉;周迪峰
3.稠密颗粒射流撞击壁面颗粒膜表面波纹特征∗ [J], 钱文伟;李伟锋;施浙杭;刘海峰;王辅臣
4.剪切变稀液滴撞击不同浸润性壁面的数值模拟研究 [J], 沈学峰; 曹宇; 王军锋; 刘海龙
5.基于计算流体力学-离散单元法耦合的粗糙壁面颗粒趋壁沉积过程的数值模拟 [J], 刘岩;秦攀;洪文鹏
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于离散元法的岩石力学破裂特征模拟与分析随着现代工程建设的不断发展，研究岩石力学的重要性也日益凸显。
岩石力学的研究不仅能够为地质灾害的预防和治理提供理论支持，还能够为石油、天然气、工程建设等领域的开发提供技术保障。
而基于离散元法的岩石力学破裂特征模拟与分析，是目前岩石力学研究领域的热门话题，本文将从理论基础、模拟技术和应用实践三方面，对该研究进行探析。
一、理论基础离散元法是一种通过对大量小物体的相互作用进行分解和追踪，来模拟宏观物质力学行为的方法。
该方法最早应用于颗粒物理学领域，在此基础上逐渐拓展到岩石力学领域。
离散元法模拟过程中，物体被抽象为大量小球，而小球之间的相互作用关系则通过使用各类数值模型来模拟，比如弹簧模型、位错模型、接触模型等。
离散元法的理论基础体系主要包括：小球动力学、接触力学、碰撞体系和断裂力学等。
其中，小球动力学理论主要研究小球的运动、旋转和碰撞等基本行为。
接触力学理论则研究小球之间的互相接触与应力分布，从而解释岩石的接触、滑动和破裂等力学特性。
碰撞体系理论则是研究两个小球之间的碰撞，以及在碰撞过程中发生的变形、断裂等现象。
断裂力学理论则是研究岩石在不同力学条件下的断裂特征和破裂过程。
二、模拟技术离散元法模拟技术主要包括初始状态设定、边界条件设定、模型求解和结果分析四个方面。
在初始状态设定方面，必须明确岩石的形状、大小、位置、方向、质量和初始速度等关键参数，然后搭建初始状态的离散元模型。
对于三维模型，一般采用CAD建模软件对岩体进行数字化建模，以便在后续计算中直接导入。
对于大型工程场址，需要将场址的数据进行采样和统计分析，然后利用岩石信息建模系统来建立数值模型。
在边界条件设定方面，需要明确力学加载条件、边界类型和加载方式等参数。
力学加载条件包括单轴压缩、双轴压缩、剪切等多种加载方式。
边界类型分为封闭边界和开放边界。
加载方式则包括恒定速度、恒定应变率、恒定应力等方式。
在模型求解方面，需要利用离散元软件进行计算。
《20世纪场论概念的发展》阅读札记目录一、内容概括 (2)1.1 背景介绍 (2)1.2 研究意义 (4)二、20世纪初场论的起源与发展 (5)2.1 量子力学的兴起 (6)2.2 光电效应的研究 (7)2.3 海森堡不确定性原理 (8)三、场论的基本概念与理论 (9)3.1 场的概念 (11)3.2 矢量场与标量场 (11)3.3 场的叠加与波动 (12)四、场论在粒子物理中的应用 (14)4.1 粒子模型的提出 (15)4.2 不变质量与场的关系 (16)4.3 相对论性重离子碰撞实验 (16)五、场论在凝聚态物理中的发展 (18)5.1 格点规范理论 (19)5.2 材料科学中的场应用 (20)5.3 电子结构理论的进展 (21)六、场论在宇宙学中的研究 (23)6.1 宇宙的大尺度结构 (24)6.2 引力波的探测与研究 (25)6.3 宇宙学中的场方程 (25)七、场论与其他科学领域的交叉 (27)7.1 天体物理学与场论 (28)7.2 生物学中的场效应 (29)7.3 计算机科学与数学中的场表示 (30)八、结论 (31)8.1 场论在20世纪的发展历程 (33)8.2 对未来研究的展望 (34)一、内容概括本文深入探讨了20世纪场论概念在科学哲学领域的发展历程。
作者详细分析了这一理论从萌芽到成熟，再到不断创新和完善的各个阶段。
文章首先概述了场论的起源，即经典力学中的场概念，并阐述了这个概念在牛顿力学中的地位和作用。
作者逐一对比了20世纪初以来科学哲学领域的重要理论，如逻辑实证主义、历史唯物主义等，展示了场论在这些理论中的重要地位和影响。
文章还重点讨论了场论在现代物理学中的应用，特别是相对论和量子力学中的场论概念。
作者详细解释了这些理论中场的性质和作用，以及它们如何揭示物质世界的本质和规律。
作者还探讨了场论与数学、哲学等其他学科之间的交叉融合，揭示了科学理论之间的内在联系和发展趋势。
第36卷第4期化学反应工程与工艺V ol 36, No 4 2020年8月Chemical Reaction Engineering and Technology Aug. 2020文章编号：1001—7631 ( 2020 ) 04—0319—06DOI: 10.11730/j.issn.1001-7631.2020.04.0319.06聚乙烯颗粒间范德华力的原子力显微镜测量黄正梁，洪颖，田思航，杨遥，王靖岱，阳永荣浙江省化工高效制造技术重点实验室，浙江大学化学工程与生物工程学院，浙江杭州310027摘要：聚乙烯颗粒团聚结块问题是影响乙烯聚合流化床反应器稳定运行的技术难题。
以高密度聚乙烯（HDPE）和线性低密度聚乙烯（LLDPE）为研究对象，采用原子力显微镜和胶体探针，测量了聚乙烯颗粒之间的范德华力并与模型计算值进行了比较。
在本研究实验条件下，HDPE颗粒间范德华力和LLDPE颗粒间范德华力为9.70～17.77 nN，处于同一数量级，但数值略有差异。
聚乙烯颗粒间范德华力与颗粒表面粗糙度及粒径相关，表面粗糙度的影响更大。
根据实验结果对范德华力计算公式中的Hamaker常数进行修正，计算得到的范德华力随颗粒间距离变化的趋势与实验结果吻合较好。
研究结果可为乙烯聚合流化床反应器中颗粒团聚调控提供基础数据。
关键词：原子力显微镜胶体探针聚乙烯范德华力中图分类号：TQ021.9文献标识码：A中国超过40%的聚乙烯是使用流化床反应器生产的。
流化床乙烯聚合反应过程处于湍动流化态，具有强放热、高静电和变粒径的特点，而且颗粒间存在显著的相互碰撞、粘附、破碎和摩擦等作用，以及较强的范德华力、静电力和液桥力等相互作用力，极易形成颗粒聚团[1-2]。
一旦反应器内部的传递特性恶化，反应热的累积使颗粒温度超过其熔融温度，将使颗粒聚团发生深度熔接形成颗粒结块，甚至会堵塞管线，导致装置爆聚停车，严重影响流化床气相聚合反应器的稳定运行，经济损失巨大。
动摩擦作用下含间隙碰撞振动系统的动力学分析
张艳龙;唐斌斌;王丽;杜三山
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2017(036)024
【摘要】研究在非光滑因素间隙及摩擦作用下的强非线性系统动力学行为.将Dankowicz动摩擦模型引进力学系统中,给出振子受力判断条件,结合数值仿真分析,探讨摩擦诱导振动及其它关键参数对系统动力学特性的影响.结果表明,系统在不同参数下存在复杂多样的摩擦诱导振动形式:稳定周期摩擦振动、概周期摩擦黏滞振动、概周期瞬时摩擦诱导振动、颤振碰撞、摩擦诱导黏滞擦边碰撞振动及摩擦诱导黏滞混沌振动等.
【总页数】6页(P58-63)
【作者】张艳龙;唐斌斌;王丽;杜三山
【作者单位】兰州交通大学机电工程学院,兰州730070;兰州交通大学机电工程学院,兰州730070;兰州城市学院数学学院,兰州730070;兰州交通大学机电工程学院,兰州730070
【正文语种】中文
【中图分类】TH117.1;O322
【相关文献】
1.干摩擦激励下含间隙碰撞振动系统的动力学行为研究 [J], 李得洋;李飞;张惠
2.含间隙机械碰撞振动系统的动力学分析 [J], 高梦亭
3.干摩擦下含双侧间隙碰撞振动系统的动力学分析 [J], 周鹏;李贵杰;黄剑
4.含Lugre动摩擦及间隙的振动系统的动力学分析 [J], 张艳龙; 李振国; 王丽
5.含Dankowicz动摩擦的碰撞振动系统动力学分析 [J], 张艳龙;魏超;王丽;王振禄因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
突变的力学现象——碰撞的研讨
章小丽
【期刊名称】《电力学报》
【年(卷),期】1996(011)002
【摘要】一般物理教材中，对碰撞这一突变的力学现象，只限于讨论完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞问题，没有普遍意义，本文以经典粒子碰撞为例，用矢量代数工具对这一现象进行探讨，得到具有普遍意义的规律和结论。
【总页数】4页(P54-57)
【作者】章小丽
【作者单位】华北水利电学院
【正文语种】中文
【中图分类】O313.4
【相关文献】
1.建筑火灾中轰燃现象的突变动力学研究 [J], 翁文国;范维澄
2.用3DSMAX动力学面板模拟物理碰撞现象 [J], 吴海滨
3.无碰撞磁重联现象的电子动力学研究 [J], 苟学强; 李雪铭; 王向丽; 杨阳
4.关于在“第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议”期间同时举办“两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会”的通知 [J],
5.基于有限元和多刚体动力学联合仿真技术的列车碰撞爬车现象研究 [J], 周和超;徐世洲;詹军;张济民
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
微喷混合中的颗粒破碎效应孙海权;王裴;陈大伟;秦承森【摘要】采用TAB模型,基于气-粒两相流程序对液态金属铅颗粒在氦气中的破碎过程进行了分析,获得了破碎特征时间、破碎后颗粒尺度等关键力学量;并对充气微喷射实验进行了数值模拟,考虑颗粒破碎效应后的模拟结果与实验结果较好符合.结果证实了充气条件下液态金属颗粒的再次破碎现象,可加深认识微喷混合的物理规律.【期刊名称】《爆炸与冲击》【年(卷),期】2014(034)004【总页数】5页(P392-396)【关键词】流体力学;颗粒破碎;TAB模型;两相流;微喷混合;微喷射【作者】孙海权;王裴;陈大伟;秦承森【作者单位】北京应用物理与计算数学研究所,北京100094;北京应用物理与计算数学研究所,北京100094;北京应用物理与计算数学研究所,北京100094;北京应用物理与计算数学研究所,北京100094【正文语种】中文【中图分类】O359.1当冲击波从金属表面反射时，金属表面将产生颗粒态微喷射物质[1-2]。
气体环境下，这些微喷颗粒将进入气体，发生混合。
微喷颗粒在气体中的混合演化是一个复杂过程，初步研究表明，颗粒尺度是影响微喷混合状态的重要因素[3]。
当冲击压力足够高，金属表面发生熔化后，相应的微喷物质应为液态金属颗粒，气动力作用下，这些金属液滴在气场中可能进一步变形、破碎，颗粒尺度变小，影响微喷物质混入气体的深度以及与气体形成混合层的空间密度分布。
因此，微喷颗粒在气体中的破碎研究对深入认识微喷混合物理过程具有十分重要的意义。
液滴破碎是一个复杂的过程。
针对燃料液滴，已有了一批有价值的成果[4-6]，基于液滴破碎机制的基本理论假设，有各种破碎模型[7-8]。
但对于金属液滴的破碎，相关研究很少，D.M.O ró等[9]用实验研究了金属钨颗粒在氩气和氙气中的输运过程，指出充氙气条件下，微喷颗粒熔化为金属液滴，在气体作用下可能发生了破碎。
金属液滴破碎的理论研究还未见报导。
复杂接触下大理岩球砾碰撞破碎特征
柳镕林;曾亚武;叶阳;孙翰卿;刘洋
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2022(22)6
【摘要】落石是山区常见的地质灾害之一。
为研究块石在复杂接触条件下的运动轨迹,利用改进的分离式霍普金森杆系统开展大理岩球砾冲击试验,研究了球砾碰撞破碎特征,探究了冲击角度、接触面粗糙度等因素对试样破碎的临界速度、破碎特征以及尺寸分布的影响。
此外,采用高速摄影机观察试样的破碎特征,并将试样碎片进行筛析,分析试样在不同裂纹发育阶段的碰撞破碎特征。
试验结果表明:冲击角度45°≤θ≤90°,尖齿角度α=180°,速度一定时,冲击角度θ越大则试样越容易破裂发育裂纹,试样的破坏率随着冲击角度的增大而增大;冲击角度θ=90°,速度一定时,尖齿高度一定时,尖齿角度α越小,试样越容易破裂发育裂纹,试样最终的破坏率随着尖齿角度α的增加而降低;尖齿角度α一定时,尖齿高度越小,试样越容易破裂发育裂纹,试样最终的破坏率随着尖齿高度的增加而降低。
因此,增加接触面尖齿角度或减小冲击角度可以有效降低落石冲击时块石的破碎程度。
【总页数】9页(P2419-2427)
【作者】柳镕林;曾亚武;叶阳;孙翰卿;刘洋
【作者单位】武汉大学土木建筑工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU458
【相关文献】
1.岩坝桥岩体外接触带破碎带蚀变岩型金矿地质特性及其相关问题探讨
2.大理岩球形颗粒接触破碎过程与机理
3.豫西南含砾大理岩成因探讨
4.岩石球砾弹塑性碰撞能耗分析及数值模拟
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
