本文關(guān)鍵詞：彈塑性點(diǎn)接觸沖錘鉆桿重復(fù)碰撞的建模　出處：《中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：沖擊碰撞現(xiàn)象在機(jī)械動(dòng)力學(xué)中非常普遍。兩個(gè)沖擊體在沖擊碰撞過程中,很有可能在接觸的區(qū)域產(chǎn)生過高的應(yīng)力,從而導(dǎo)致產(chǎn)生塑性變形。在機(jī)械系統(tǒng)發(fā)生連續(xù)碰撞時(shí),前一次沖擊產(chǎn)生的塑性變形和殘余應(yīng)力會(huì)對(duì)接下來的沖擊碰撞產(chǎn)生影響,所以沖擊的狀態(tài)會(huì)隨著沖擊次數(shù)的增加而不同。本文以沖錘鉆柱沖擊碰撞模型為研究對(duì)象,利用ANSYS/LS-DYNA有限元程序?qū)ζ涠啻螞_擊碰撞過程進(jìn)行數(shù)值仿真模擬,具體研究?jī)?nèi)容如下:一、點(diǎn)接觸沖錘鉆桿在首次碰撞時(shí),當(dāng)屈曲區(qū)超過接觸區(qū)時(shí),Hertz接觸應(yīng)力在起始段理論值低于仿真值,這是由于塑形變形大引起點(diǎn)接觸剛度增大造成的。當(dāng)屈曲區(qū)與接觸區(qū)一致時(shí),起始端滿足Hertz接觸。二、點(diǎn)接觸沖錘鉆桿在相同沖擊速度沖擊下,在屈曲區(qū)超過接觸區(qū)的接觸狀態(tài)進(jìn)行多次沖擊碰撞的數(shù)值仿真模擬接觸力在增加,這是由于隨著沖擊次數(shù)的增加,變形量越來越少,釋放的應(yīng)力就越少。同時(shí)隨著沖擊次數(shù)的增加,接觸時(shí)間是減少的。同樣隨著沖擊次數(shù)的增加,加工硬化的產(chǎn)生,殘余變形量越來越少,接觸力和變形越來越趨于線性剛度,點(diǎn)接觸沖錘鉆桿在重復(fù)碰撞過程中由點(diǎn)接觸慢慢變成面(曲面)接觸。三、對(duì)點(diǎn)接觸沖錘鉆桿沖擊碰撞過程中屈曲區(qū)基本與接觸區(qū)一致的接觸狀態(tài)進(jìn)行多次沖擊碰撞的數(shù)值仿真模擬,可以看出其變形量是小的,隨著沖擊次數(shù)的增加,塑性變形量也隨著沖擊次數(shù)的增加而減少,但是接觸力和位移仍然存在著Hertz接觸指數(shù)特征。通過以上研究,利用ANSYS/LS-DYNA有限元程序能夠?qū)c(diǎn)沖錘重復(fù)沖擊碰撞的過程進(jìn)行數(shù)值模擬,可以發(fā)現(xiàn)沖錘在重復(fù)碰撞之后會(huì)由點(diǎn)接觸變成面(曲面)接觸,可以看出塑性變形對(duì)其沖擊碰撞過程的影響。這在實(shí)際工程中是具有一定價(jià)值的。
[Abstract]:The phenomenon of impact collision is very common in mechanical dynamics. In the process of impact impact, it is very possible for two shock bodies to produce excessive stress in the contact area. When the mechanical system collides continuously, the plastic deformation and residual stress produced by the previous impact will affect the subsequent impact impact. Therefore, the state of impact will be different with the increase of impact times. In this paper, the impact impact model of impact hammer drill column is taken as the research object. ANSYS/LS-DYNA finite element program is used to simulate the multiple impact impact process. The main contents are as follows: 1. Point contact impact hammer drill pipe in the first impact. When the buckling zone exceeds the contact zone, the theoretical value of Hertz contact stress in the initial section is lower than the simulation value, which is caused by the increase of the point contact stiffness due to the large plastic deformation, when the buckling zone is consistent with the contact zone. The initial end meets Hertz contact. Secondly, the contact force of point contact hammer drill pipe under the same impact velocity and contact state beyond the contact zone in the buckling region is increased by numerical simulation. This is because with the increase of the number of impact, the less the deformation, the less the stress released. At the same time, with the increase of the number of impact, the contact time is reduced, and the same with the increase of the number of shocks. With the production of work hardening, the amount of residual deformation becomes less and less, the contact force and deformation tend to linear stiffness, the point contact hammer drill pipe slowly changes from point contact to surface (surface) contact during repeated impact. The numerical simulation of the contact state of the buckling zone consistent with the contact zone during the impact impact of point contact hammer drill pipe shows that the deformation is small and the deformation is small with the increase of the impact times. The amount of plastic deformation also decreases with the increase of impact times, but the contact force and displacement still have the characteristics of Hertz contact exponent. The ANSYS/LS-DYNA finite element program can be used to simulate the repeated impact process of point hammer, and it can be found that the impact hammer will change from point contact to surface contact after repeated impact. The influence of plastic deformation on its impact and impact process can be seen, which is of certain value in practical engineering.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH113

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