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题名基于FEM-SPG耦合的盾构滚刀破岩仿真研究
被引量：1
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作者
肖毅凯
董磊
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机构
中北大学机械工程学院
先进制造技术山西省重点实验室
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出处
《煤矿机械》
2025年第1期196-199,共4页
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基金
山西省基础研究计划项目(20210302123065)。
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文摘
隧道施工过程中岩石在盾构滚刀破岩力的作用下会发生破碎,传统的有限元方法(FEM)无法探究这一现象。为解决使用FEM面临网格畸变及无法同时分析岩石破碎的问题,引入光滑粒子伽辽金(SPG)分析方法,通过FEM和SPG耦合的方式建立了滚刀回转切削岩石模型。结果表明:FEM-SPG方法能够有效地展示岩石的密实核破碎过程及岩渣飞溅的现象。通过与CSM模型进行对比验证,发现仿真得到的滚刀垂直力与CSM模型相比误差为1.8%,验证了模型的可靠性。该方法与模型能够为滚刀精准破岩研究及分析岩石破碎机理提供新思路。
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关键词
盾构滚刀
破岩力
回转切削岩石模型
fem-spg
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Keywords
TBM disc cutter
rock breaking force
rotary cutting rock model
fem-spg
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分类号
TD421
[矿业工程—矿山机电]
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题名钨合金弹丸侵彻钢靶的数值模拟方法
被引量：1
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作者
位国旭
崔浩
周昊
杨贵涛
郭锐
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机构
南京理工大学机械工程学院
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出处
《爆炸与冲击》
北大核心
2025年第8期157-173,共17页
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基金
国家自然科学基金(12202200,11972197,21875109)
江苏省研究生科研与实践创新计划(KYCX23_0510)
中国博士后科学基金(2022M711641)。
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文摘
为了更好地量化表征钨合金弹丸侵彻靶板过程,分别采用FEM(finite element method)、SPG(smoothed particle Galerkin)、SPH(smoothed particle hydrodynamics)、FE-SPH(finite element-smoothed particle hydrodynamics)自适应数值模拟方法,对钨合金弹丸侵彻Q235A钢靶开展了数值模拟计算,对比了4种数值模拟方法在描述弹丸侵彻穿靶后,弹丸剩余速度、靶板穿孔孔径以及弹丸穿靶后二次破片生成及其分布方面的优势和不足。结果表明:在描述弹丸剩余速度方面,由于FEM方法在处理材料失效问题时是基于单元侵蚀算法,因此FEM方法以及FE-SPH自适应方法严格依赖于失效准则以及失效参数的选择,而SPG方法在键失效模式下无需调整失效参数就可以得到相对准确的结果;在描述靶板穿孔孔径上,FEM以及FE-SPH自适应方法具有精确的物质边界,可以精确刻画穿孔形貌特征,但不同失效准则下的靶板穿孔直径相差较大;SPG方法对失效参数不敏感,可以准确预测靶板的穿孔直径;在弹丸穿靶后二次破片的生成及其分布方面,FE-SPH自适应以及SPH方法均能对二次破片进行表征,FE-SPH自适应方法可以直接获取大质量破片信息,但比SPH方法的求解效率低。
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关键词
有限元方法
SPG
SPH
二次破片
侵彻
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Keywords
finite element method(FEM)
smoothed particle Galerkin(SPG)
smoothed particle hydrodynamics(SPH)
secondary fragments
penetration
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分类号
O383
[理学—流体力学]
TJ012.4
[兵器科学与技术—兵器发射理论与技术]
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