循环压制下圆筒内硬球颗粒物性演化特征

发布时间：2021-06-01 01:20

　　为探明颗粒介质在循环压制下的变形行为和力学响应,采用拓展Janssen模型连续介质理论和循环压制试验对圆筒内硬球颗粒介质的物性演化特征开展研究。颗粒介质受轴向循环压制变形过程中伴随着固-液转变,有利于提高密度分布和力网结构的均匀性。堆积密度?和弹性模量E的演化与循环压制次数n相关:■,其中E₀+A₁+A₂=E（∞）。基于拓展Janssen模型计算方法与试验测量相结合,获取压制过程中颗粒介质的应力场、变形场分布情况,以及边界的摩擦状态和颗粒介质弹性模量的演化特征。颗粒介质在循环压制作用下力-位移的迟滞效应随n逐渐减弱,系统趋于力学平衡状态,力学响应表现为类弹性体特征。 

【文章来源】：实验力学. 2020,35(05)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

试验装置及颗粒试样

数值计算模型以一个半径为R(单位:mm)、无限深度的圆柱体为物理基础,圆柱体中填充的颗粒介质为单一粒径的硬球颗粒。容器壁面处r=R,最顶端处z=0,颗粒介质受到面载荷σ0,壁面上的剪切应力满足Coulomb摩擦定律,即σrz=μσrr,如图2(a)所示。模型将硬球颗粒介质理想化成密度为ρ,弹性模量为E,泊松比为ν,且各向同性、具有线弹性的连续介质,从而得到颗粒介质任意切片dz在竖直方向上的力学平衡示意图,如图2(b)所示。3 试验结果分析

颗粒介质在循环压制与剪切作用下致密化的动力学过程存在较大差异[24]:在各向同性的循环压制作用下颗粒介质的响应过程相对较慢,而在能够使颗粒介质发生各向异性变形的剪切作用下,颗粒介质织构发生明显变化,尤其在剪切层中,颗粒运动时间尺度大于全域弛豫特征时间,因而致密化过程和力学响应相对较快。4 剪切应力场与轴向变形场的数值分析计算

【参考文献】：
期刊论文
[1]颗粒介质弹性参数测量方法及装置研究[J]. 马方园,刘程林,苏煜,史庆藩,王洪涛,马少鹏.  实验力学. 2014(03)

博士论文
[1]基于离散单元法的颗粒物质静动力学行为研究[D]. 朱纪跃.兰州大学 2013
[2]颗粒物质体系复杂动力学行为研究[D]. 郑文.中国科学技术大学 2013



本文编号：3209371