微小角形颗粒冲击行为和冲蚀凹坑的仿真研究

发布时间：2022-02-26 01:45

　　微小角形颗粒冲击金属表面会造成材料脱落、大变形等破坏形式,同时伴随着颗粒的反弹、旋转等行为。常规的数值方法如有限元法并不擅长此类问题的求解。提出一种无网格冲蚀模型,采用光滑粒子动力学方法计算金属材料的弹塑性变形,并将模拟的角形颗粒冲击运动学过程与高速摄像机捕捉的瞬态图像进行对比,验证了模型的正确性。借助于模型对颗粒冲击自旋行为和冲蚀凹坑进行研究,结果表明,颗粒自旋方向主要由方位角和冲击角决定,受冲击速度的影响较小;在某一固定冲击角下存在一个临界方位角,当方位角小于该临界值时,颗粒冲击后向前旋转,反之则向后旋转;此外也验证了颗粒自旋行为与冲蚀凹坑形貌之间的相关性,为今后深入研究固体颗粒冲蚀机理奠定了良好的基础。 

【文章来源】：计算机仿真. 2020,37(10)北大核心

【文章页数】：8 页

【文章目录】：
1 引言
2 微小角形颗粒冲击行为和冲蚀凹坑建模
    2.1 FEM方法的局限
    2.2 无网格SPH模型
        1)模型描述
        2)参数定义
        3)模型算法
        4)模型实施
    2.3 材料模型
        1)状态方程(EOS)
        2)Johnson-Cook本构模型
        3)失效模型
    2.4 模型验证
3 结果与分析
    3.1 入射参数对颗粒运动行为的影响
    3.2 颗粒运动行为对凹坑轮廓的影响
4 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]气动喷丸除漆技术试验及工艺优化[J]. 罗静,曾国辉.  热加工工艺. 2018(22)
[2]水射流喷丸处理对20CrMnTi钢表面性能的影响[J]. 张在玉,梁益龙,袁顺金,朱勇.  金属热处理. 2018(07)
[3]固体颗粒冲蚀磨损模型的建立及有限元分析[J]. 李增亮,杜明超,董祥伟,范春永.  计算机仿真. 2018(06)
[4]海底管道沙粒侵蚀的数值模拟及侵蚀公式评价[J]. 王思邈,刘海笑,张日,刘鸣洋.  海洋工程. 2014(01)
[5]空间碎片超高速碰撞的数值方法研究[J]. 王芳,李磊,金俊,冯顺山.  中国安全科学学报. 2006(05)
[6]362MW汽轮机通流部件的固体颗粒侵蚀分析[J]. 韩阳,张建林.  湖南电力. 2005(01)



本文编号：3644078