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夹层空间分布对多孔介质力学行为影响研究
1
作者 刘明鑫 杨永飞 +4 位作者 孙海 张磊 钟俊杰 张凯 姚军 《计算力学学报》 北大核心 2025年第5期811-818,共8页
在多孔介质形成过程中,颗粒的沉积和破碎等因素会导致不同结构的夹层,这些夹层显著影响多孔介质的力学行为。通过采用离散元方法,系统研究了夹层倾角和厚度对多孔介质力学行为的影响。结果表明,含夹层多孔介质的应力强度介于两种均质多... 在多孔介质形成过程中,颗粒的沉积和破碎等因素会导致不同结构的夹层,这些夹层显著影响多孔介质的力学行为。通过采用离散元方法,系统研究了夹层倾角和厚度对多孔介质力学行为的影响。结果表明,含夹层多孔介质的应力强度介于两种均质多孔介质之间,并随夹层倾角和厚度的变化而变化。粒间平均配位数在加载初期受夹层厚度影响显著,加载后期趋于稳定。配位数的变化影响了强弱力链的分布,夹层的倾角和厚度则决定了力链的应力传递大小和方向。此外,接触单元法向力和法向接触力随夹层倾角的增加而发生偏转,表现出显著的各向异性。本研究加深了对地层中含夹层多孔介质复杂力学行为的理解,为地质工程的优化和实际应用提供了有价值的参考。 展开更多
关键词 夹层 倾角和厚度 DEM 力学行为 接触模式
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两流体模拟中固相应力对支撑剂堆积的影响研究
2
作者 周航宇 郭建春 +3 位作者 张涛 陈伟华 陈一鑫 曾冀 《计算力学学报》 北大核心 2025年第5期765-771,共7页
缝内支撑剂运动属于狭长空间中的稠密颗粒流问题,两流体法在该类矿场尺度颗粒流的数值模拟研究上极具应用前景,但其现有的固相应力模型尚无法准确描述支撑剂堆积过程。本文通过实验分析了支撑剂堆积在液流冲刷下形态变化的物理过程,指... 缝内支撑剂运动属于狭长空间中的稠密颗粒流问题,两流体法在该类矿场尺度颗粒流的数值模拟研究上极具应用前景,但其现有的固相应力模型尚无法准确描述支撑剂堆积过程。本文通过实验分析了支撑剂堆积在液流冲刷下形态变化的物理过程,指出黏聚力对堆积状态改变的重要影响。在此基础上,结合支撑剂输送数值模拟和支撑剂悬浮液黏度测试结果,分析颗粒径向分布函数对固相运动压力的影响以及固相总压力变化趋势,确定固相摩擦压力随颗粒体积分数的变化速度;基于颗粒物质力学理论和支撑剂堆积直剪试验结果,将支撑剂堆积黏聚力考虑到固相摩擦黏度模型中。研究表明,改进后的固相摩擦应力模型能够捕捉更大的堆积剖面角和沉降剖面角,从而正确模拟支撑剂堆积过程。 展开更多
关键词 滑溜水压裂 支撑剂堆积 两流体法 径向分布函数 固相摩擦应力
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含水沙土颗粒离散元接触模型参数标定及试验 被引量：3
3
作者 韩佃雷 胡锦瑞 +5 位作者 刘海瑞 任立志 周脉乐 杨启志 李博 陈学庚 《农业工程学报》 北大核心 2025年第8期70-78,共9页
含水沙土仿真参数标定研究的缺乏,严重制约着触土部件的理论研究。为获取不同含水率沙土的离散元仿真参数,该研究通过探究含水率对沙土颗粒间接触力学的影响,对不同含水率的沙土进行相关参数标定。以江边沙土为研究对象,借助EDEM软件中H... 含水沙土仿真参数标定研究的缺乏,严重制约着触土部件的理论研究。为获取不同含水率沙土的离散元仿真参数,该研究通过探究含水率对沙土颗粒间接触力学的影响,对不同含水率的沙土进行相关参数标定。以江边沙土为研究对象,借助EDEM软件中Hertz-Mindlin with JKR Cohesion(JKR)接触模型对4种不同含水率的沙土进行仿真参数标定,以沙土颗粒间的静摩擦因数、恢复系数、动摩擦因数及表面能为标定对象,并以沙土颗粒的仿真堆积角为响应值,基于Box-Behnken的响应面优化方法得到堆积角回归模型,发现JKR表面能对沙土堆积角有显著影响,恢复系数对含水率较高的沙土(15%和20%)的堆积角有显著影响(P<0.05),静摩擦因数和动摩擦因数对含水沙土的堆积角影响不显著(P>0.05)。通过Design-expert软件的响应面优化设计,得到仿真参数的较优值,其堆积角仿真结果与物理试验对比后误差均小于5%。为了进一步验证模型的可靠性,对承压物理试验和仿真试验侵入阻力数据进行分析,结果显示试验与仿真的阻力变化趋势基本一致,触土深度在40 mm范围内时误差小于10%;触土深度大于40 mm时,误差较大,表明触土深度较浅时该模型能够近似的代替真实沙土进行仿真模拟。可利用标定后的参数进行含水沙土与触土部件间的离散元仿真,同时也为含水土壤虚拟仿真、农业装备与土壤互作关系、触土部件性能改进优化等研究提供参数选择依据。 展开更多
关键词 含水沙土 离散元法 JKR模型 堆积角 参数标定
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基于micro-CT实验的颗粒体系接触力计算及演化分析 被引量：1
4
作者 王潇 宋世琦 +3 位作者 平子健 盛思源 商宪义 陈凡秀 《物理学报》 北大核心 2025年第1期207-217,共11页
三维颗粒体系颗粒间接触力计算是散体力学研究的重难点.以双弹性橡胶球为研究对象,开展显微CT(micro-CT)原位平压实验,基于Hertz接触理论和Tatara大变形接触理论,验证了弹性球接触模型,获得了基于实验的弹性球接触力理论公式.以三维颗... 三维颗粒体系颗粒间接触力计算是散体力学研究的重难点.以双弹性橡胶球为研究对象,开展显微CT(micro-CT)原位平压实验,基于Hertz接触理论和Tatara大变形接触理论,验证了弹性球接触模型,获得了基于实验的弹性球接触力理论公式.以三维颗粒体系为研究对象,开展了micro-CT原位探针加载实验,获取颗粒二维图像序列,经过系列数字变换得到数字体图像,获得了不同加载状态下三维颗粒体系接触力网络,分析了颗粒体系接触力分布及演化规律,探究了强接触数量及分布演化与颗粒体系稳定性的联系.研究结果表明:基于实验的弹性球接触力公式能合理有效表征两颗粒间的接触力;探针加载下颗粒间接触力呈现以探针压头接触点为起点,向下方和四周逐级传递接触力的网状分布;强接触数量占接触总数量的45%-50%,分布贯穿于整个颗粒体系内部,支撑起颗粒体系网络结构,较大值集中于压头下方呈现树杈状分布;加载过程中,z=14 mm处建立了平衡点,平衡点处,强接触数量达到顶峰,强接触力网络结构布满整个三维颗粒体系,建立起承受外载荷的主要骨架,随着加载继续,强接触力的整体数值更高,在颗粒体系内部分布也更加均匀. 展开更多
关键词 显微CT 原位加载 颗粒接触模型 接触力
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块石形状及空间排布对遮弹性能影响的离散元研究
5
作者 罗玉婷 赵婷婷 +1 位作者 巨凯萱 王志勇 《高压物理学报》 北大核心 2025年第12期64-78,共15页
遮弹层作为现代军事防御体系的关键组成部分,可为后方重要目标提供防护。块石作为遮弹层的常用堆筑材料,其遮弹机理及性能优化研究具有重要意义。采用离散元球体单元和黏结破碎模型,模拟了块石在弹体冲击载荷下的破碎现象,并对刚性弹正... 遮弹层作为现代军事防御体系的关键组成部分,可为后方重要目标提供防护。块石作为遮弹层的常用堆筑材料,其遮弹机理及性能优化研究具有重要意义。采用离散元球体单元和黏结破碎模型,模拟了块石在弹体冲击载荷下的破碎现象,并对刚性弹正侵彻密实堆积的块石结构进行了数值模拟,探讨了块石粒径、形状及空间排布特性对其抗侵彻性能的影响。结果表明:在侵彻过程中,块石通过碰撞和滑移耗散了90%以上的弹体动能;块石破碎数量与块石粒径呈负相关,与块石长短轴比呈正相关;采用单粒径块石多层位错排布时,弹体侵彻深度主要取决于侵彻阻力峰值,粒径为120 mm的圆形块石工况的侵彻阻力最大且侵彻深度最小;采用块石粒径沿迎弹面方向梯度递减的分层排布时,不能有效提高结构体的遮弹效果。研究结果可为理解块石遮弹机理提供参考。 展开更多
关键词 块石破碎 块石形状 空间排布 侵彻性能 离散元法
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离散元中反力型刚性边界的高效模拟方法
6
作者 李昊 蒋明镜 +1 位作者 阿比尔的 王多银 《计算力学学报》 北大核心 2025年第4期607-614,共8页
使用离散单元法(DEM)进行数值仿真分析时,对颗粒体施加精确的边界条件是保证模拟结果准确性的必要前提之一.在DEM中使用刚性边界对颗粒体施加应力边界条件时,若边界处的应力条件随边界位置的变化而变化(称该类边界为反力型边界),则采用... 使用离散单元法(DEM)进行数值仿真分析时,对颗粒体施加精确的边界条件是保证模拟结果准确性的必要前提之一.在DEM中使用刚性边界对颗粒体施加应力边界条件时,若边界处的应力条件随边界位置的变化而变化(称该类边界为反力型边界),则采用现有的伺服算法对反力型刚性边界进行模拟时会存在难以收敛的问题.为避免这一不足,本文提出了一种可在DEM仿真中精确高效地计算弹性范围内轴对称分布反力型刚性边界相对平衡位置的迭代计算方法,并将该算法植入到DEM商业软件PFC3D v60中,验证模拟算法的可行性及程序编写的正确性;最后进一步将算法程序用于河海大学提出的一种新型静止侧压力系数的DEM仿真试验研究中.结果表明,平衡位置算法能够准确高效地模拟DEM仿真过程中任意时刻反力型刚性边界的相对平衡位置;使用该算法后,所得仿真试验结果的波动明显减弱并获得了实际分析价值,且计算过程中迭代失败概率很小,计算效率较高.因此,可认为本文提出的平衡位置算法可在DEM中对反力型刚性边界进行精确高效的模拟. 展开更多
关键词 离散单元法(DEM) 反力型刚性边界 边界条件 计算方法
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水平振动下近壁颗粒动力学特性研究
7
作者 曾霖 赵云华 《高技术通讯》 北大核心 2025年第6期662-674,共13页
颗粒与壁面的相互作用对颗粒流的运动有着重要影响,掌握近壁颗粒的运动规律是建立颗粒动力学壁面边界模型的基础。本文对水平简谐振动随机粗糙壁面上的球形颗粒运动进行实验测量,通过二维图像信息获取颗粒二维平动速度和三维旋转速度,... 颗粒与壁面的相互作用对颗粒流的运动有着重要影响,掌握近壁颗粒的运动规律是建立颗粒动力学壁面边界模型的基础。本文对水平简谐振动随机粗糙壁面上的球形颗粒运动进行实验测量,通过二维图像信息获取颗粒二维平动速度和三维旋转速度,并统计分析不同壁面振动频率、颗粒直径、单层颗粒浓度下的颗粒运动特性。结果表明,颗粒沿驱动方向的速度分布呈双峰或多峰高斯分布,而其他方向的速度分布呈单峰高斯分布;颗粒平动能量与旋转能量分配与均分定理相悖,具有较强的各向异性。结合以往理论,本文提出了带修正系数的能量分布关系式。 展开更多
关键词 颗粒-壁面相互作用 水平振动 颗粒旋转速度 速度分布函数 动能各向异性
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多饱和态下的湿颗粒柱坍塌特性
8
作者 吴自雨 迟志鹏 +1 位作者 李然 杨晖 《中国粉体技术》 2025年第4期120-130,共11页
【目的】探究降水量、土壤性质等因素对于山体坍塌的影响,预防山体滑坡等自然灾害。【方法】构建含水颗粒柱坍塌模型,通过改变颗粒柱的含水量(质量分数),观察不同含水量对不同粒径颗粒柱坍塌模式及行为的影响;提出基于质心矢量位移法的... 【目的】探究降水量、土壤性质等因素对于山体坍塌的影响,预防山体滑坡等自然灾害。【方法】构建含水颗粒柱坍塌模型,通过改变颗粒柱的含水量(质量分数),观察不同含水量对不同粒径颗粒柱坍塌模式及行为的影响;提出基于质心矢量位移法的方法,通过轮廓数字化提取技术,测定不同粒径、初始高宽比的颗粒柱在多种含水量条件下坍塌前后的质心矢量位移变化量,量化不同含水量下的液体对颗粒柱坍塌模式和沉积形态的影响。【结果】含水量(质量分数,下同)对颗粒柱坍塌行为的调控遵循抑制-平衡-促进的非单调规律,当含水量达到6%时,颗粒间的内聚力达到最大;利用质心矢量位移法发现,含水量的变化显著影响颗粒柱的重力势能转化率以及干湿颗粒柱质心位移模之比,含水量对这些参数的影响与颗粒柱的初始高宽比和粒径呈负相关关系。【结论】含水量是影响颗粒柱坍塌模式的关键因素之一,湿颗粒柱的坍塌模式和坍塌行为受液体含量变化的影响。 展开更多
关键词 湿颗粒 尺度关系 质心位移 重力势能
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稻谷颗粒物料堆积角模拟预测方法 被引量：90
9
作者 贾富国 韩燕龙 +4 位作者 刘扬 曹银平 史宇菲 姚丽娜 王会 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期254-260,共7页
为了准确预测颗粒物料的堆积角,研究采用数值仿真方法对堆积状态的颗粒物料进行模拟预测。以稻谷颗粒物料为例,应用离散元法和MATLAB图形图像处理技术,模拟了稻谷在无底圆筒中落料堆积现象,并对堆积图像轮廓采取线性拟合,在非试验条件... 为了准确预测颗粒物料的堆积角,研究采用数值仿真方法对堆积状态的颗粒物料进行模拟预测。以稻谷颗粒物料为例,应用离散元法和MATLAB图形图像处理技术,模拟了稻谷在无底圆筒中落料堆积现象,并对堆积图像轮廓采取线性拟合,在非试验条件下预测出稻谷堆积角,预测堆积角为22.66°±0.49°,与实际堆积试验比较,试验堆积角为22.62°±0.33°,误差为0.18%。结果表明:数值模拟结合图像特征提取的方法对稻谷颗粒物料堆积角的测量有较好的适用性,能实现对已知物理及力学参数的椭球形颗粒物料堆积角的预测,研究的结果可为农业散体非规则形籽粒堆积角的数值测量提供参考。 展开更多
关键词 图像处理 数值方法 模型 颗粒物料 堆积角 离散元 预测
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基于离散元的土壤模型参数标定方法 被引量：160
10
作者 王宪良 胡红 +3 位作者 王庆杰 李洪文 何进 陈婉芝 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期78-85,共8页
离散元法(EDEM)建立土壤模型过程中部分土壤颗粒参数直接测量难度较大,若基于间接测量的土壤参数值建立离散元土壤模型进行仿真,导致仿真结果误差较大。本文结合代理模型基本理论,提出一种离散元土壤模型的参数标定及优化方法,步骤如下... 离散元法(EDEM)建立土壤模型过程中部分土壤颗粒参数直接测量难度较大,若基于间接测量的土壤参数值建立离散元土壤模型进行仿真,导致仿真结果误差较大。本文结合代理模型基本理论,提出一种离散元土壤模型的参数标定及优化方法,步骤如下:根据基本试验测定的参数建立离散元土壤模型;结合堆积角及剪切试验,利用模型仿真进行模型参数敏感性分析;以敏感性参数为变量,以真实试验测量值为目标值构造代理模型;通过高斯-牛顿迭代法进行参数优化。由敏感性分析结果知,代理模型自变量为土壤颗粒半径、颗粒间静摩擦因数及滚动摩擦因数,目标量为土壤堆积角、黏聚力、内摩擦角。以涿州保护性耕作试验站土壤(砂壤土)为原型,经优化建立的土壤模型变量参数值分别为:颗粒半径5.7 mm,颗粒间静摩擦因数0.45,滚动摩擦因数0.21。将建立的离散元土壤模型进行轮胎-土壤相互作用仿真模拟,分析轮胎-土壤接触面最大应力、平均应力,并通过田间试验进行验证,将接触面最大应力值、平均应力的仿真值与实际测量值进行比较,结果表明:虚拟仿真与实测值之间数值差异在5.1%以内,标定优化后的土壤模型能够近似代替真实土壤进行仿真。 展开更多
关键词 土壤模型 离散元 颗粒接触参数 参数标定
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基于线性接触模型的颗粒材料细–宏观弹性常数相关关系研究 被引量：94
11
作者 徐小敏 凌道盛 +1 位作者 陈云敏 黄博 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期991-998,共8页
细观参数的正确选取是离散元模拟成功的关键,然而,目前细观参数的选取具有一定的人为性和不确定性,导致分析结果的不可比性。利用颗粒材料单元体宏观力学参数和颗粒细观参数间的相关性,通过室内三轴试验的PFC3D模拟和结果的回归分析,基... 细观参数的正确选取是离散元模拟成功的关键,然而,目前细观参数的选取具有一定的人为性和不确定性,导致分析结果的不可比性。利用颗粒材料单元体宏观力学参数和颗粒细观参数间的相关性,通过室内三轴试验的PFC3D模拟和结果的回归分析,基于线性接触模型建立了颗粒材料初始杨氏模量、初始泊松比等宏观弹性常数与颗粒法向刚度、颗粒刚度比等细观弹性常数间的经验公式。研究结果表明:对于线性接触模型,颗粒材料的初始杨氏模量和剪切模量约与围压的1/10次方成正比,并约与颗粒粒径的0.9次方成反比。初始泊松比则约与颗粒刚度比的1/14次方成正比,而与颗粒粒径几乎无关。常见砂土的颗粒刚度比为2.0～20.7。 展开更多
关键词 线性接触模型 细观弹性常数 宏观弹性常数 颗粒刚度比 颗粒粒径 相关关系
原文传递
气吸振动式排种器种盘内种群运动的离散元分析 被引量：34
12
作者 李耀明 赵湛 +1 位作者 陈进 徐立章 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期56-59,76,共5页
根据离散元法的基本思想,采用线性弹簧-阻尼-滑动接触力学模型,编写Matlab模拟程序,分析了气吸振动式精密排种器振动种盘内种群的三维运动规律。为了描述籽粒离散分布程度,给出了体积膨胀系数的计算公式。结果表明,种盘作小幅高频振动,... 根据离散元法的基本思想,采用线性弹簧-阻尼-滑动接触力学模型,编写Matlab模拟程序,分析了气吸振动式精密排种器振动种盘内种群的三维运动规律。为了描述籽粒离散分布程度,给出了体积膨胀系数的计算公式。结果表明,种盘作小幅高频振动,种群可以产生向上抛掷运动而有效分离;膨胀系数随着振动强度的增加而增大,随种层厚度的增加而减小。分析了摩擦因数和碰撞恢复系数对不同层厚种子膨胀系数的影响。在初始层厚参数hs≈3.8、振动强度kv=5.65时,种子具有理想的运动状态,通过性能试验得到排种器的吸种率达98%。 展开更多
关键词 精密排种器 种群三维运动 离散元法 数值模拟 性能试验
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离散元模拟中沙土参数标定方法研究 被引量：128
13
作者 张锐 韩佃雷 +2 位作者 吉巧丽 何远 李建桥 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期49-56,共8页
农业机械与土壤相互作用仿真时,选用颗粒相互作用参数的准确度将直接影响仿真结果。本文提出一种通过试验与模拟相结合系统地标定沙土颗粒相互作用参数的方法。通过堆积角测试装置、三轴剪切试验仪、图像颗粒分析系统等设备测量计算沙... 农业机械与土壤相互作用仿真时,选用颗粒相互作用参数的准确度将直接影响仿真结果。本文提出一种通过试验与模拟相结合系统地标定沙土颗粒相互作用参数的方法。通过堆积角测试装置、三轴剪切试验仪、图像颗粒分析系统等设备测量计算沙土的堆积角、剪切模量、粒径分布和外观形貌等参数,为颗粒或工厂建模提供参考。使用标准球和非标准球对沙土颗粒的碰撞恢复因数、静摩擦因数、滚动摩擦因数进行标定。研究不同质量和不同标定方法(抽板法和漏斗法)是否对堆积角产生影响。模拟结果表明,选用标准球标定时,碰撞恢复因数是0.15,静摩擦因数是0.8,滚动摩擦因数是0.2,抽板法得到的堆积角是33.99°,相对误差是4.74%;漏斗法得到的堆积角是33.59°,相对误差是3.51%。同时,选用非标准球进行标定时,碰撞恢复因数是0.15,静摩擦因数是0.2,滚动摩擦因数是0.3,抽板法得到的堆积角是32.06°,相对误差是1.20%。由此看出,颗粒外观形貌对颗粒间静摩擦因数影响相对较大。 展开更多
关键词 沙土 参数标定 离散元 数值模拟
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基于离散元法的贯入圆锥对沙土颗粒运动特性分析 被引量：17
14
作者 李艳洁 吴腾 +1 位作者 林剑辉 徐泳 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第24期55-61,J0067,共8页
为了预测土壤颗粒在圆锥指数仪贯入沙土过程中的运动特性,该文通过建立一个三维长方体料床模型用离散元法模拟了圆锥贯入沙土的全过程,讨论了料床指定初始位置上颗粒的运动轨迹,还将料床的位移场按照位移量大小分成4个区,分析了料床的... 为了预测土壤颗粒在圆锥指数仪贯入沙土过程中的运动特性,该文通过建立一个三维长方体料床模型用离散元法模拟了圆锥贯入沙土的全过程,讨论了料床指定初始位置上颗粒的运动轨迹,还将料床的位移场按照位移量大小分成4个区,分析了料床的横向、纵向以及合成的位移场,最后给出了不同贯入深度的料床速度场及力链分布规律。研究结果显示:受到圆锥向下贯入和左右壁面阻挡的共同作用,大多数颗粒在圆锥贯入过程中以纵向移动为主,横向上体现为近似线性梯度的受限扩散式移动,尤以锥尖附近的横向位移最明显;颗粒在纵向上均经历了先向下运动再向上运动的过程,在圆锥贯入过程中料床的纵向位移场,作为向上和向下位移区的分界线,一条"衣领"带状区域的颗粒近似静止;越靠近锥尖附近的颗粒接触力和速度越大,且随着贯入深度的增加,锥尖处的接触力增大。该文的研究为土壤圆锥指数实地测量时测量点间距的取值提供理论依据。 展开更多
关键词 土壤 圆锥 动力学 指数仪 贯入 离散元法 模拟
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钨合金的冲击动力学性质及细微观结构的影响 被引量：13
15
作者 黄晨光 董永香 +2 位作者 段祝平 李思忠 黄西成 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期433-445,共13页
简单介绍了钨合金(主要为w-Ni-Fe)的制备工艺和常用热处理方法,其后着重从动态力学性能、剪切带的实验观察和研究、细微观结构对材料力学性能的影响等几方面总结和评述了近年来针对钨合金取得的主要结果.并在文章的最后初步提出了有前... 简单介绍了钨合金(主要为w-Ni-Fe)的制备工艺和常用热处理方法,其后着重从动态力学性能、剪切带的实验观察和研究、细微观结构对材料力学性能的影响等几方面总结和评述了近年来针对钨合金取得的主要结果.并在文章的最后初步提出了有前景的几个研究方向. 展开更多
关键词 钨合金 冲击动力学 微观结构 热处理 变形局部化 本构模型 时效温度
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基于离散单元法农田土壤单轴压缩模型的建立及参数校核 被引量：19
16
作者 石林榕 吴建民 +3 位作者 赵武云 孙伟 张锋伟 孙步功 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期174-182,共9页
建立基于离散单元法的农田土壤单轴压缩可靠模型,并较准确模拟真实土壤力学性能,在有限元理论的基础上,借助Flunet-UDF能将模型网格信息写出的特点,利用EDEM软件自定义工厂生成不饱和土壤单轴压缩模型,并对其进行仿真试验。仿真试验结... 建立基于离散单元法的农田土壤单轴压缩可靠模型,并较准确模拟真实土壤力学性能,在有限元理论的基础上,借助Flunet-UDF能将模型网格信息写出的特点,利用EDEM软件自定义工厂生成不饱和土壤单轴压缩模型,并对其进行仿真试验。仿真试验结果表明:切向接触刚度和曲线的上升段与应变轴夹角、峰值、下降段与应变轴夹角均有关,上升段、下降段与应变轴夹角、峰值随切向接触刚度增大而增大;曲线的峰值在随临界切向应力减小而减小,下降段落点随临界切向应力减小而离原点越近;下降段与应变轴夹角随法向接触刚度增大而增大;下降段与应变轴夹角随临界法向应力减小而增大。当法向接触刚度为210 MN/m3、切向接触刚度为80 MN/m3、临界法向应力为30kPa和临界切向应力为8kPa时,该组黏结参数能较可靠表征含水率为10.5%的耕地土壤力学特性。 展开更多
关键词 单轴压缩 土壤 离散单元法 校核
原文传递
基于离散元法的煤颗粒模型参数优化 被引量：29
17
作者 李铁军 王学文 +2 位作者 李博 李娟莉 杨兆建 《中国粉体技术》 CAS CSCD 2018年第5期6-12,共7页
为更加真实地模拟煤矿机械和煤散料相互作用,基于离散元法对煤颗粒模型参数进行优化;针对煤颗粒的非规则形状,建立3种颗粒模型;设计一系列实验测定煤颗粒的密度、煤颗粒与耐磨钢板间的恢复系数和静摩擦系数、煤颗粒间的恢复系数;设计响... 为更加真实地模拟煤矿机械和煤散料相互作用,基于离散元法对煤颗粒模型参数进行优化;针对煤颗粒的非规则形状,建立3种颗粒模型;设计一系列实验测定煤颗粒的密度、煤颗粒与耐磨钢板间的恢复系数和静摩擦系数、煤颗粒间的恢复系数;设计响应面仿真试验,建立回归模型并进行优化,以实验获得的煤散料堆积角作为响应值,优化确定煤颗粒间静摩擦系数、滚动摩擦系数以及煤与耐磨板钢间的滚动摩擦系数;最后通过设计的滑板装置将优化参数组合下的仿真与实验结果进行对比验证。结果表明,堆积角数值差异是1.3%,提高了仿真结果的可靠性。 展开更多
关键词 离散元法 堆积角 参数优化 图像处理 响应面法
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圆锥指数仪贯入沙土过程的三维离散元法模拟 被引量：11
18
作者 李艳洁 刘翼晨 +1 位作者 林剑辉 徐泳 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期63-68,共6页
在圆锥指数仪贯入沙土试验的基础上,建立了半圆柱形沙土料床的三维数值模型,利用离散元法对圆锥指数仪贯入沙土过程进行了模拟,讨论了圆锥指数的主要影响因素及其影响规律。研究结果表明:贯入圆锥的铅垂方向阻力、圆锥指数及半圆柱形料... 在圆锥指数仪贯入沙土试验的基础上,建立了半圆柱形沙土料床的三维数值模型,利用离散元法对圆锥指数仪贯入沙土过程进行了模拟,讨论了圆锥指数的主要影响因素及其影响规律。研究结果表明:贯入圆锥的铅垂方向阻力、圆锥指数及半圆柱形料床侧壁的正压力均随着贯入深度的增加而增大,且形状窄、粒径大的料床圆锥指数明显大于形状宽、粒径小的料床;贯入后的大颗粒料床侧壁正压力明显大于小颗粒料床;当圆锥贯入速度大于0.2 m/s时,圆锥指数才明显增大,此时贯入过程已经对料床产生较强的冲击效应。最后,把贯入后的料床根据颗粒的位移划分为4个区域,可以直观地判断出贯入过程的影响范围,为实地测量土壤坚实度时取样点间距的选取提供了理论依据。 展开更多
关键词 沙土 圆锥指数仪 离散元法 三维模拟
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存在滑移时两圆球间的幂律流体挤压流动 被引量：12
19
作者 黄文彬 徐泳 +1 位作者 练国平 李红艳 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2002年第7期722-728,共7页
基于Reynolds润滑理论分析了壁面滑移对任意圆球颗粒间幂律流体的挤压流动的影响·　研究表明有壁面滑移时挤压流动的粘性力可通过引进本文定义的滑移修正系数分离出无滑移解·　推导出的挤压力滑移修正系数是一积分表达式 ,依... 基于Reynolds润滑理论分析了壁面滑移对任意圆球颗粒间幂律流体的挤压流动的影响·　研究表明有壁面滑移时挤压流动的粘性力可通过引进本文定义的滑移修正系数分离出无滑移解·　推导出的挤压力滑移修正系数是一积分表达式 ,依赖于滑移参数、幂律指数、球间隙和积分上限·　一般地壁面滑移导致粘性力减小 ,粘性力的减小量随幂律指数的增大而增大 ,表明壁面滑移对剪切增稠流变材料有更大的影响 ;粘性力的减小量还随着滑移参数的增大而增加 ,而这恰与假设相符合 ;粘性力的减小量又随球间隙减小或积分上限的增大 (从液桥情况到完全浸渍 )而减小直到趋于常数 ,这一特性在离散元模拟时可以有效地减少计算量· 展开更多
关键词 润滑 幂律流体 挤压流动 粘性力 壁面滑移 离散元法
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基于颗粒缩放的小麦粉离散元参数标定 被引量：58
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作者 李永祥 李飞翔 +4 位作者 徐雪萌 申长璞 孟坤鹏 陈静 常东涛 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第16期320-327,共8页
为获得小麦粉离散元仿真精确的接触参数,将不规则形状的小麦粉简化成软质球形颗粒,利用颗粒接触缩放原理和量纲分析进行颗粒缩放,将平均粒径0.212 mm的小麦粉放大至1.2 mm,选择"Hertz–Mindlin with JKR"接触模型,利用休止角... 为获得小麦粉离散元仿真精确的接触参数,将不规则形状的小麦粉简化成软质球形颗粒,利用颗粒接触缩放原理和量纲分析进行颗粒缩放,将平均粒径0.212 mm的小麦粉放大至1.2 mm,选择"Hertz–Mindlin with JKR"接触模型,利用休止角对接触参数进行标定。首先通过Plackett-Burman试验筛选出对休止角影响显著的参数:表面能JKR(Johnson Kendall Roberts)、小麦粉-小麦粉滚动摩擦系数、小麦粉-不锈钢静摩擦系数;然后根据Box-Behnken试验建立并优化休止角与显著性参数的二阶回归模型,得到显著性参数的最佳组合为JKR为0.157、小麦粉-小麦粉滚动摩擦系数为0.25、小麦粉-不锈钢静摩擦系数为0.58;最后用标定参数仿真所得休止角大小与真实试验值进行对比,二者相对误差为0.61%。结果表明标定所得的接触参数可用于小麦粉放大颗粒的离散元仿真,为定量供送螺杆的设计提供参考。 展开更多
关键词 农产品 颗粒尺寸 离散元 参数标定 休止角
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