本文關鍵詞：基于滑移線法及無網(wǎng)格法固體顆粒介質(zhì)傳力性能研究

  更多相關文章： 固體顆粒 軸對稱滑移線法 Drucker-Prager線性模型 SPH法 無網(wǎng)格法 內(nèi)摩擦角

【摘要】：固體顆粒介質(zhì)成形工藝(Solid Granule Medium Forming Technology,SGMF)是通過固體顆粒介質(zhì)取代剛性凸模(液體或彈性體)的作用實現(xiàn)管、板材成形的工藝。傳力介質(zhì)選擇固體顆粒是該工藝的最大特點,該工藝的基礎工作是進行高壓下固體顆粒介質(zhì)傳力性能的研究。根據(jù)固體顆粒介質(zhì)受力流動特點,論文將滑移線理論應用于固體顆粒介質(zhì)的傳力性能研究�；诠腆w顆粒介質(zhì)傳力性能試驗,建立固體顆粒介質(zhì)壓力模型,依據(jù)固體顆粒介質(zhì)材料性能試驗選取適當?shù)牟牧蠀?shù),利用軸對稱滑移線理論來分析在不同條件下固體顆粒介質(zhì)的傳力性能。將理論計算結果跟試驗測量結果進行對比,發(fā)現(xiàn)理論計算跟試驗測量得出的固體顆粒傳力規(guī)律基本一致,從而驗證固體顆粒介質(zhì)傳力性能的滑移線解是可靠的。通過軸對稱滑移線理論計算,可以更加方便預測不同條件下的固體顆粒介質(zhì)壓力傳遞規(guī)律,并且可以研究摩擦力對固體顆粒介質(zhì)傳力性能的影響。根據(jù)有限元方法在研究固體顆粒介質(zhì)受力流動中存在的網(wǎng)格畸變等問題,論文首次將無網(wǎng)格法應用于固體顆粒介質(zhì)的傳力性能研究。依據(jù)固體顆粒介質(zhì)材料性能試驗,選取適當?shù)牟牧蠀?shù)來構建數(shù)值模型,采用巖土力學中擴展的Drucker-Prager線性模型,建立在不同條件下SPH法的數(shù)值模型,最后通過ABAQUS/Explicit來實現(xiàn)分析計算。對比無網(wǎng)格法模擬結果與試驗結果可知,固體顆粒介質(zhì)傳力性能的SPH解是可靠的。通過改變SPH法數(shù)值模型中顆粒介質(zhì)粒子數(shù)、核函數(shù)類型,研究粒子數(shù)、核函數(shù)類型對無網(wǎng)格法模擬結果的影響。對比不同內(nèi)摩擦角的模擬結果,可以探索出固體顆粒介質(zhì)內(nèi)摩擦角對無網(wǎng)格法模擬結果的影響。通過SPH模擬結果可以看出,顆粒介質(zhì)粒子數(shù)、核函數(shù)類型以及內(nèi)摩擦角對模擬結果均具有重要影響。通過將滑移線理論和無網(wǎng)格法應用于分析固體顆粒介質(zhì)傳力性能,證明上述研究方法及理論是可行的,為固體顆粒介質(zhì)成形工藝提供了新的研究方法。
【關鍵詞】：固體顆粒 軸對稱滑移線法 Drucker-Prager線性模型 SPH法 無網(wǎng)格法 內(nèi)摩擦角
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG386
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 前言10-11
• 1.2 固體顆粒介質(zhì)工藝研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 無網(wǎng)格法分析金屬變形研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 亟待解決的問題及主要研究內(nèi)容14-16
• 1.4.1 亟待解決的問題14-15
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 固體顆粒傳力性能的滑移線解16-35
• 2.1 前言16
• 2.2 固體顆粒介質(zhì)材料性能試驗16-18
• 2.3 巖土力學中土的強度理論18-19
• 2.3.1 抗剪強度庫倫定律18
• 2.3.2 極限平衡條件18-19
• 2.4 軸對稱問題的滑移線場理論19-23
• 2.4.1 軸對稱問題的平衡方程20
• 2.4.2 K點極限應力莫爾圓20-23
• 2.5 軸對稱問題邊界條件的確定23-25
• 2.5.1 料筒側(cè)壁邊界條件23-24
• 2.5.2 壓頭接觸面邊界條件24-25
• 2.6 有限差分法的應用25-27
• 2.6.1 劃分有限差分網(wǎng)格25-26
• 2.6.2 兩種基本差分原理26-27
• 2.6.3 有限差分法的實現(xiàn)過程27
• 2.7 固體顆粒介質(zhì)的力學模型27-29
• 2.7.1 固體顆粒介質(zhì)、壓頭及料筒參數(shù)的確定28-29
• 2.7.2 固體顆粒力學模型邊界條件的計算29
• 2.8 固體顆粒介質(zhì)傳力性能的滑移線數(shù)值解29-33
• 2.8.1 固體顆粒在料筒內(nèi)被壓縮時的滑移線分布29-30
• 2.8.2 固體顆粒介質(zhì)傳力性能的理論結果30-33
• 2.9 本章小結33-35
• 第3章 無網(wǎng)格法的基本原理35-49
• 3.1 前言35
• 3.2 緊支試函數(shù)加權殘量法35-36
• 3.3 緊支試函數(shù)的構造36-39
• 3.3.1 核函數(shù)近似36-38
• 3.3.2 重構核函數(shù)近似38-39
• 3.4 配點型無網(wǎng)格法39-41
• 3.4.1 配點型無網(wǎng)格法基本原理39-41
• 3.4.2 配點型無網(wǎng)格法流程41
• 3.5 SPH法基本原理及數(shù)值實現(xiàn)41-46
• 3.5.1 SPH法基本原理41-44
• 3.5.2 SPH法數(shù)值的實現(xiàn)44-46
• 3.6 程序算例46-48
• 3.7 本章小結48-49
• 第4章 固體顆粒傳力性能的SPH解49-62
• 4.1 SPH法在ABAQUS的應用49-51
• 4.1.1 SPH法的模型49-50
• 4.1.2 SPH法的平滑長度h50
• 4.1.3 生成PC3D單元方法50-51
• 4.2 顆粒介質(zhì)傳力性能的SPH法仿真建模51-54
• 4.2.1 顆粒介質(zhì)粒子模型的建立51-53
• 4.2.2 壓頭、料筒材料模型的建立53-54
• 4.3 固體顆粒介質(zhì)傳力性能的模擬結果54-58
• 4.4 SPH法模擬影響因素的研究58-61
• 4.4.1 粒子數(shù)的影響58-59
• 4.4.2 核函數(shù)類型的影響59-60
• 4.4.3 內(nèi)摩擦角的影響60-61
• 4.5 本章小結61-62
• 結論62-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀碩士期間承擔科研任務與主要成果67-68
• 致謝68

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本文編號：557354