由于離散性及粒子間相互作用的非線性耗散特性,使得顆粒物質很多宏觀力學行為很難用傳統(tǒng)的連續(xù)介質理論來描述。在這其中,系統(tǒng)對外界載荷的響應特征分析是顆粒物質力學研究中最為基礎也是最為核心的問題之一。本學位論文系統(tǒng)研究了顆粒物質在外部集中載荷作用下的力學響應特征,詳細討論了各種材料參數(shù)和加載狀態(tài)對系統(tǒng)內應力傳遞過程的影響規(guī)律,并將其與系統(tǒng)的宏觀響應進行了有效關聯(lián),在此基礎上嘗試通過對不同材料粒子的空間構型變化來主動調控系統(tǒng)的宏觀力學響應特征。主要工作如下:首先,建立了兩種不同材料組分構成的層狀復合顆粒模型,研究了系統(tǒng)在局部荷載作用下的宏觀力學響應特征,給出了考慮不同剛度比、外載荷大小和摩擦系數(shù)下系統(tǒng)響應在單‐雙峰之間演變的相圖。結果顯示剛度比的減小會增加系統(tǒng)力學響應的線性范圍和彈性,同時會導致系統(tǒng)的宏觀力學響應從雙峰向單峰演變。最后,基于系統(tǒng)內接觸網(wǎng)絡和接觸力網(wǎng)絡的變化,從機理上揭示了這種響應特征的變化對系統(tǒng)內接觸力傳遞過程的依賴關系。其次,分析了復合模式和加載狀態(tài)對系統(tǒng)宏觀力學響應特征的影響。通過不同模式的復合顆粒模型在外加荷載作用下的主應力分布和底部響應特征,提出了剛度比的大小是影響復合... 

【文章來源】：蘭州大學甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【圖文】：

(a)半無限大空間受豎向集中力示意圖；(b)垂直響應應力分布云圖

此時系統(tǒng)內的應力分布不再滿足橢圓型方程，而是近似滿足雙曲型分布的特征，如圖1.2(b)所示，在這種情況下，系統(tǒng)的宏觀響應也轉變?yōu)殡p峰的分布特征。 圖 1.2 兩種應力響應傳播方式，左側為最大響應傳遞方向，右側為系統(tǒng)底部壓力分布[32]離散顆粒物質中的應力主要由粒子間的彈性接觸和摩擦來決定的，同時顆粒間的力接觸通常會形成具有拓撲結構的強弱不一的力鏈，這些力鏈相互交錯構成了力鏈網(wǎng)絡[33-36]，其中占較少部分的強力鏈起到支撐整個系統(tǒng)大部分重力和外加荷載的作用，而較多的弱力鏈則是對系統(tǒng)整體結構起到穩(wěn)定作用，由于力鏈網(wǎng)絡的復雜性決定了顆粒物質很多獨特的力學特征。圖 1.3 為二維顆粒系統(tǒng)受局部集中荷載后所形成的力鏈，該實驗是采用光彈性實驗法對力鏈進行的觀察，系統(tǒng)頂

兩種且隨形成兩側有序排列種傳遞形式隨著著深度成兩個明顯側發(fā)散。圖 1.3的單分散顆式[32]：一種是度的增加向四的主力鏈，二維顆粒系顆粒系統(tǒng)受是主力鏈一四周發(fā)散傳如圖 1.4(b系統(tǒng)在局部集受集中荷載作一直在加載點傳遞；另一種b)所示，這集中荷載下的作用時，系統(tǒng)點的垂直下種是按顆粒這兩條主力鏈的力鏈[37]統(tǒng)內的接觸下方，如圖粒排列時的晶鏈隨著系統(tǒng)觸通常會呈現(xiàn)1.4(a)所示，晶格方向傳統(tǒng)深度的增加現(xiàn)出，并傳遞，加向

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]密集顆粒系統(tǒng)的離散單元模型及其宏觀力學行為特征的理論研究[D]. 王等明.蘭州大學 2009
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本文編號：3263814