检索结果-南通市图书馆

研磨抛光颗粒流剪切膨胀及力链演变的力学机制

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机械科学与技术 2024年第7期43卷 1214-1221页

作者：冯启高甘梓辰孟凡净河南科技学院机电学院河南新乡453003 河南工学院机械工程学院河南新乡453003

将研磨抛光作为后处理可以提高工件的表面质量,如何将研磨抛光工艺价值最大化是本文首要解决的问题。由于颗粒流润滑既适用于极端环境又具有环保作用,因此本文将颗粒流用于研磨抛光。通过离散单元法建立平行板结构模型,将颗粒流作为第... 详细信息

将研磨抛光作为后处理可以提高工件的表面质量,如何将研磨抛光工艺价值最大化是本文首要解决的问题。由于颗粒流润滑既适用于极端环境又具有环保作用,因此本文将颗粒流用于研磨抛光。通过离散单元法建立平行板结构模型,将颗粒流作为第三体填充至摩擦副间隙,将工件表面与刀具作为第一体对颗粒流体系施加法向力和剪切力,对研磨抛光过程进行数值模拟。研究结果表明:单个颗粒剪切膨胀过程可以分为上升阶段、最高点阶段和下降阶段,不同阶段的弱力链方向都偏向于x轴,其中上升阶段强弱力链方向稳定,可提高工件的加工效率以及表面质量。当载荷的较大,会使强弱力链的分布律与承载率稳定,当载荷较大及较小时,剪切膨胀率降低,强力链方向更偏向于x轴。通过本研究,可以将不易检测的力链和剪切膨胀现象进行数值模拟,为研磨抛光条件下使用颗粒流提供了理论基础。

关键词：研磨抛光颗粒流离散单元法力链剪切膨胀

金属粉末压制中多尺度力学特征不均匀性模拟研究

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机械工程学报 2024年第2期60卷 168-177页

作者：张炜萧伟健袁传牛陈荣昕张宁刘焜福建工程学院机械与汽车工程学院福州350118 合肥工业大学摩擦学研究所合肥230009

针对金属粉末压制过程实际研究的复杂性,基于颗粒物质理论及离散元法进行压制过程的数值模拟,特别是结合宏观应力、细观力链及微观接触力各尺度力学特征量化提取分析方法,通过接触力基尼指数与参与指数、力链强度不均匀度参数、局部应... 详细信息

针对金属粉末压制过程实际研究的复杂性,基于颗粒物质理论及离散元法进行压制过程的数值模拟,特别是结合宏观应力、细观力链及微观接触力各尺度力学特征量化提取分析方法,通过接触力基尼指数与参与指数、力链强度不均匀度参数、局部应力不均匀度参数对不同颗粒、侧壁摩擦因数工况下的多尺度力学特征不均匀性进行量化分析,同时探讨多尺度力学特征空间不均匀分布演化。多尺度模拟研究表明:随压制进行,各尺度力学特征不均匀性均逐渐降低;而随侧壁及颗粒间摩擦因数增加,各尺度力学特征不均匀性逐渐增加。其中在宏观力学尺度上,侧壁、颗粒间摩擦因数对不均匀性影响均较为显著,而在细观、微观力学尺度上,颗粒间摩擦因数较侧壁摩擦因数对不均匀性影响更显著;各尺度力学特征空间分布亦逐渐向均匀化发展且保持各尺度一致对应性。研究对于粉体成形力学的丰富及致密化行为解释,以及压坯致密化程度与成形质量提升具有理论铺垫及实际指导意义。

关键词：离散元法金属粉末压制多尺度力学不均匀性力链

不同加载速率下青砂岩破裂演化规律及能量利用效率分析

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煤田地质与勘探 2024年第6期52卷 69-78页

作者：赵环帅潘永泰乔鑫王星宇余超黄嘉诚中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)矿山与城市固废资源化工程研究中心北京100083

【目的】研究不同加载速率下岩石破裂演化规律及能量利用效率是岩石破碎加工领域亟待解决的问题。【方法】基于室内试验进行青砂岩细观参数标定,建立青砂岩宏-细观力学响应关系,采用颗粒流程序,研究不同加载速率下青砂岩应力-应变曲线... 详细信息

【目的】研究不同加载速率下岩石破裂演化规律及能量利用效率是岩石破碎加工领域亟待解决的问题。【方法】基于室内试验进行青砂岩细观参数标定,建立青砂岩宏-细观力学响应关系,采用颗粒流程序,研究不同加载速率下青砂岩应力-应变曲线与应力链分布特征,从破裂特征与裂纹特点方面分析青砂岩的破裂演化规律,并分析青砂岩破裂过程中的能量利用效率。【结果和结论】结果表明:(1)青砂岩在破裂过程中,应力-应变曲线表现为峰前线弹性、峰前塑性变形和峰后逐步失稳阶段,拉力链导致青砂岩裂纹扩展,最终破裂是压力和拉力链相互作用的结果。(2)不同加载速率下,青砂岩破裂可分为剪切破裂、贯穿破裂及混合多级破裂阶段,剪切与贯穿破裂阶段是剪切力起主要作用,而混合多级破裂是拉伸力主导的破裂模式。拉伸裂纹在破裂过程中起主导作用,生成速率明显高于剪切裂纹,总裂纹生成速率达2 400.81 m/s。(3)青砂岩断裂能的演化可分为缓慢增加、急剧增大与趋于稳定阶段,在加载速率为0.05 m/s时,最大能量利用效率为0.088%。研究结果不仅从细观层面对岩石破裂演化规律及能量利用效率进行了初步探索,也可为岩石破碎过程中工艺参数的合理选择提供指导。

关键词：青砂岩加载速率颗粒流程序力学特性力链断裂能

高深溜井矿石阶段性流动规律对溜井生产的影响

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黄金科学技术 2024年第1期32卷 179-190页

作者：吕向东李醒酒泉钢铁(集团)有限责任公司技术中心甘肃嘉峪关735100 西安长安大学工程设计研究院有限公司陕西西安710054

基于对高深溜井生产实践的长期观察,归纳总结出矿石在高深溜井中的流动规律,提出垂直全断面阶段性流动是高深溜井区别于短溜井特有的工程现象。运用散体材料结构自组织力链和搭拱效应理论,分析了井筒内矿石阶段性流动产生的原因,揭示了... 详细信息

基于对高深溜井生产实践的长期观察,归纳总结出矿石在高深溜井中的流动规律,提出垂直全断面阶段性流动是高深溜井区别于短溜井特有的工程现象。运用散体材料结构自组织力链和搭拱效应理论,分析了井筒内矿石阶段性流动产生的原因,揭示了高深溜井矿石阶段性流动对溜井生产过程中常见的滞流、堵塞、磨损和片帮现象以及溜井内矿石的混合和分级的影响;分析了溜井内空气气流对散体流动的影响,在正常放矿过程中,流动气体的存在有利于矿石流动和临时平衡拱的破坏;同时,由于受气体的曳力作用,溜井内矿石产生块、粉分级集中现象,助推了井筒内矿石的滞流和堵塞。研究提出矿石的粒级成分、密度、含水量、黏结性及溜井直径、井壁粗糙程度是造成溜井滞流和堵塞的基础因素,垂直全断面阶段性矿石流动特性是造成高深溜井滞流和堵塞的重要原因。

关键词：高深溜井散体材料力链搭拱效应阶段流井筒堵塞

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基于离散元的沥青砂浆拉压细观特性对比

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2024年第1期48卷 121-126页

作者：何亮生许木照广东省交通运输建设工程质量检测中心广州510420

文中基于沥青胶砂单轴拉伸强度试验,构建并校准了离散元模型,对拉压荷载下的接触、概率密度、力链分布及线粘性比例等进行了细观对比分析.结果表明:拉伸和压缩荷载方向的改变,沥青砂浆体系接触力及数量分布规律、应力概率密度分布规律... 详细信息

文中基于沥青胶砂单轴拉伸强度试验,构建并校准了离散元模型,对拉压荷载下的接触、概率密度、力链分布及线粘性比例等进行了细观对比分析.结果表明:拉伸和压缩荷载方向的改变,沥青砂浆体系接触力及数量分布规律、应力概率密度分布规律及力链分布规律无显著差异,沥青砂浆材料组成相同,抵抗外部荷载的空间细观结构不变;沥青砂浆单轴拉伸和压缩强度差异显著的根本原因在于抵抗荷载的主体的差异,压缩荷载下由沥青砂浆中集料嵌挤和沥青胶结作用共同抵抗,拉伸荷载下由沥青砂浆中沥青胶结作用抵抗.

关键词：道路工程沥青砂浆拉压强度概率密度力链线粘性比例

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基于粒间接触关系的饱和砂土液化特性研究

防灾减灾工程学报 2024年第2期44卷 450-458页

作者：周恩全姚缘王龙卜春尧伊思航江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 江南大学机械工程学院江苏无锡214122 中国地震局地球物理研究所北京100081

为了研究饱和砂土的液化机理,通过等体积加载的方式建立了循环荷载下饱和砂土动力响应的颗粒流计算模型,研究了饱和砂土在不同围压和加载幅值下的动力响应,探讨了颗粒间力链的发展特性,并从Shannon熵、Boltzmann熵以及Clausius熵的基本... 详细信息

为了研究饱和砂土的液化机理,通过等体积加载的方式建立了循环荷载下饱和砂土动力响应的颗粒流计算模型,研究了饱和砂土在不同围压和加载幅值下的动力响应,探讨了颗粒间力链的发展特性,并从Shannon熵、Boltzmann熵以及Clausius熵的基本关系入手,建立基于粒间接触力链的饱和砂土颗粒熵计算方法,分析了颗粒熵发展特性。结果表明:饱和砂土初始总力链主要受围压的影响,围压越大,初始总力链越多;循环荷载下饱和砂土颗粒间力链总数逐渐降低,且强力链持续向中、弱力链转换;循环荷载下饱和砂土颗粒熵表现出先升高后降低的二阶段特性,围压和加载幅值对颗粒熵峰值无明显影响,各工况的颗粒熵峰值均为0.92;定义颗粒熵峰值为相变颗粒熵,相变颗粒熵时的饱和砂土表现出固液临界态的力学特征,指示了饱和砂土由固态向往返液化状态转变的临界点。

关键词：饱和砂土液化力链颗粒熵

基于颗粒物质力学的铁粉末压制中摩擦特性对力链演化影响

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摩擦学学报 2022年第2期42卷 386-395页

作者：张炜谈健君张帅陈荣昕陈丙三张宁刘焜福建工程学院机械与汽车工程学院福建福州350118 合肥工业大学摩擦学研究所安徽合肥230009

结合颗粒物质力学理论,通过离散元法实现铁粉末压制过程模拟并通过压制方程进行验证,针对粉末体系中的力链演化问题,提出力链特征定量分析方式,进一步通过分析不同颗粒间摩擦系数、侧壁摩擦系数与颗粒运动状态转变的方式,探讨摩擦特性... 详细信息

结合颗粒物质力学理论,通过离散元法实现铁粉末压制过程模拟并通过压制方程进行验证,针对粉末体系中的力链演化问题,提出力链特征定量分析方式,进一步通过分析不同颗粒间摩擦系数、侧壁摩擦系数与颗粒运动状态转变的方式,探讨摩擦特性对力链量化特征的影响,从而建立摩擦行为与力链演化间的联系.研究结果表明:随颗粒间摩擦系数增大,整体力链数目变少,力链方向系数、承载不均匀度及单位屈曲度均变大,而随侧壁摩擦系数增大,力链特征差异较小,则颗粒间摩擦系数较侧壁摩擦系数对力链特征演化具有更显著影响.同时发现,颗粒接触状态的改变与力链特征演化间具有对应性.研究成果将进一步拓展粉末压制中考虑摩擦行为及力链演化过程在内的粉体致密化行为理论.

关键词：颗粒物质离散元法粉末压制摩擦特性力链

离散元法铁粉末压制中粒径分布对力链演化机制的影响

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力学学报 2022年第9期54卷 2489-2500页

作者：张炜萧伟健袁传牛张宁刘焜福建工程学院机械与汽车工程学院福州350118 合肥工业大学摩擦学研究所合肥230009

为阐明粒径分布对铁粉压制中体系内部细观力学行为的影响,基于离散元理论,通过改变铁粉颗粒粒径分布建立压制模型,结合力链提取方法,通过对力链空间分布、力链数目、力链长度和力链方向性的分析,探究粒径分布对力链演化的影响机理.研究... 详细信息

为阐明粒径分布对铁粉压制中体系内部细观力学行为的影响,基于离散元理论,通过改变铁粉颗粒粒径分布建立压制模型,结合力链提取方法,通过对力链空间分布、力链数目、力链长度和力链方向性的分析,探究粒径分布对力链演化的影响机理.研究结果表明:不同粒径分布的粉体压制时形成的力链空间分布具有差异,粒径分布范围越小,形成的力链分布越集中,反之,粒径分布范围越大,形成的力链分布越松散且均匀;在粉末压制时,粒径分布对力链数目也有影响,具体表现为随着粉体的粒径分布范围变大,力链总数逐渐减少;粉体的粒径分布对颗粒形成短力链的数目起着显著影响,而对力链长度的影响较为有限;随着粒径分布范围的增大,力链的方向由均匀分布逐渐集中在特定角度方向,表现出一定各向异性,形成的交叉力链网络结构有利于提高粉体致密化程度.本文为从粉体粒径分布影响层面拓展粉末压制细观力学理论提供基础,亦为进一步结合粉体粒径分布及体系内力链演变过程改善粉末致密化行为提供指导.

关键词：离散元法颗粒物质粉末压制粒径分布力链

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苜蓿振动压缩成型过程中的力链演变

农业工程学报 2022年第2期38卷 33-40页

作者：杜海君雷霆张永安武佩马彦华布库内蒙古农业大学机电工程学院内蒙古自治区草业与养殖业智能装备工程技术研究中心呼和浩特010018 中国农业科学院草原研究所呼和浩特010010

为分析生物质在压缩过程中的力学行为,揭示振动压缩成型机理,基于离散元仿真分析方法对揉碎苜蓿振动压缩过程中应力传递,力链结构及演变过程进行研究。参照实际压缩成型试验,建立了揉碎苜蓿压缩系统的离散元仿真模型,利用物理试验对模... 详细信息

为分析生物质在压缩过程中的力学行为,揭示振动压缩成型机理,基于离散元仿真分析方法对揉碎苜蓿振动压缩过程中应力传递,力链结构及演变过程进行研究。参照实际压缩成型试验,建立了揉碎苜蓿压缩系统的离散元仿真模型,利用物理试验对模型有效性进行了验证。基于建立的离散元仿真模型,进行了压缩过程中力链结构及演变的仿真分析,研究结果表明揉碎苜蓿无振动与振动压缩时力链分布及演变过程有所不同,无振动压缩轴向力链从上至下传递,强力链分布密度亦从上到下逐层递减;振动压缩在压缩初期轴向力链由下向上传递,后期则是上下同时向中间传递,压缩结束时成型块内强力链分布较为均匀。径向方向随着压缩行程的增加,强力链出现在心部周围,并且逐渐增强向外传递;在相同时刻,振动压缩时物料内产生强力链的分布密度及强度均小于无振动压缩时产生的强力链。对压缩行程末期的孔隙率研究发现,无振动压缩时上、下层物料孔隙率较小,中下层孔隙率较大,疏密两层孔隙率差值为3.65个百分点;振动压缩时模具内各层物料的孔隙率基本保持由上向下的递减趋势,疏密两层孔隙率差值为2.71个百分点,说明振动有利于均化物料的成型密度。该研究从细观尺度分析了生物质在振动压缩过程中的力学特性,可为探究振动压缩成型机理提供一种新途径。

关键词：振动离散元苜蓿力链孔隙率