顆粒物料在自然界和工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在。當(dāng)作用在顆粒上的外荷載超過某個(gè)臨界值時(shí),顆粒會(huì)發(fā)生破碎。顆粒破碎顯然會(huì)影響整個(gè)床層的壓降、熱-力性能等特性。因此,準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)顆粒的破碎,對(duì)于控制和優(yōu)化相關(guān)涉及顆粒物質(zhì)操作具有重要的意義。實(shí)驗(yàn)中,顆粒的破碎強(qiáng)度通常是通過單軸壓縮等實(shí)驗(yàn)得到。然而實(shí)際顆粒物料中某個(gè)顆�？赡軙�(huì)同時(shí)和多個(gè)顆粒發(fā)生接觸作用,且基礎(chǔ)構(gòu)型隨顆粒而變化。這就導(dǎo)致一個(gè)重要的問題:單軸壓縮得到的顆粒強(qiáng)度是否適用于多點(diǎn)壓縮狀態(tài),有沒有一個(gè)唯一的普適性的顆粒破碎準(zhǔn)則?針對(duì)這一問題,本論文通過開展三維離散單元法數(shù)值模擬顆粒破碎行為,展開了相關(guān)研究。論文的第二章對(duì)經(jīng)典的Hertz接觸作用模型進(jìn)行了修正�；诓捎玫碾x散單元法數(shù)值模型模擬得到的試樣宏觀楊氏模量、拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度同時(shí)能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合,說明本論文所采用的離散單元法數(shù)值模型的合理性和可靠性。論文第三章以方形試樣為對(duì)象,通過開展拉伸和壓縮模擬,討論了離散單元法模擬中固體鍵設(shè)置對(duì)模擬結(jié)果的影響。模擬結(jié)果表明,對(duì)于給定的材料,只存在一種拉伸/剪切臨界強(qiáng)度組合,使得模擬得到的試樣拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度同時(shí)能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。拉伸下試樣的破壞呈現(xiàn)一種... 

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 顆粒材料破碎的研究現(xiàn)狀
    1.3 顆粒物料破碎的數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.3.1 顆粒物料破碎的有限元模擬方法
        1.3.2 顆粒物料破碎的近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)模擬方法
        1.3.3 顆粒物料破碎的離散單元法模擬方法
    1.4 顆粒破碎準(zhǔn)則
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 離散單元法接觸作用模型
    2.1 引言
    2.2 離散單元法數(shù)值模型
        2.2.1 基本方程
    2.3 數(shù)值試樣制備
    2.4 模型檢驗(yàn)
        2.4.1 典型的試樣破壞過程
        2.4.2 數(shù)值試樣破壞的定量刻畫
    2.5 小結(jié)
第3章 脆性材料破壞行為的微觀分析
    3.1 前言
    3.2 模擬設(shè)置
    3.3 固體鍵屬性對(duì)于材料力學(xué)特性的影響
        3.3.1 臨界斷裂強(qiáng)度的設(shè)定
        3.3.2 結(jié)果與討論
    3.4 固體鍵強(qiáng)度分布對(duì)試樣拉伸和壓縮斷裂強(qiáng)度的影響
    3.5 小結(jié)
第4章 多點(diǎn)加載下顆粒破碎行為
    4.1 引言
    4.2 目前常見的顆粒破碎準(zhǔn)則
        4.2.1 最大主應(yīng)力準(zhǔn)則
        4.2.2 平均應(yīng)力準(zhǔn)則
        4.2.3 最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則
        4.2.4 八面體剪切應(yīng)力準(zhǔn)則
        4.2.5 最大接觸力準(zhǔn)則
    4.3 數(shù)值試樣制備
    4.4 多球加載顆粒破碎
        4.4.1 單顆粒破碎過程定量刻畫
        4.4.2 基于多點(diǎn)接觸下顆粒破碎準(zhǔn)則
        4.4.3 顆粒破碎模式
    4.5 壁面加載顆粒破碎
        4.5.1 壁面加載下顆粒破碎的定性刻畫
        4.5.2 基于壁面加載下顆粒破碎準(zhǔn)則
        4.5.3 尺寸效應(yīng)
    4.6 討論
    4.7 小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]沖擊載荷下脆性顆粒材料多尺度變形破碎特性研究[D]. 黃俊宇.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016

碩士論文
[1]脆性材料中裂紋擴(kuò)展特性的離散模擬研究[D]. 胡國志.遼寧科技大學(xué) 2020
[2]多孔陶瓷材料力學(xué)性能的離散單元法模擬研究[D]. 周爽.遼寧科技大學(xué) 2019
[3]顆粒物質(zhì)力學(xué)響應(yīng)特性的離散模擬研究[D]. 蘇景林.遼寧科技大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3727941