高壓水射流方法回收廢舊輪胎橡膠是一種回收率高且無(wú)污染的新方法。目前,對(duì)于此種方法的回收機(jī)理研究還不深入,需要進(jìn)一步研究。本文采用數(shù)值模擬與試驗(yàn)這兩種方法做一些初期的探索,為理解回收機(jī)理提供參考。 水射流沖擊問(wèn)題的數(shù)值模擬如利用有限元方法存在困難,這是因?yàn)樵谔幚砹黧w大變形及散裂問(wèn)題時(shí)有限單元網(wǎng)格會(huì)發(fā)生畸變,導(dǎo)致計(jì)算出錯(cuò)。而光滑粒子動(dòng)力學(xué)法(SPH)是一種無(wú)網(wǎng)格方法,該方法具有自適應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn),適用于處理流體大變形問(wèn)題。橡膠屬于超彈性體,一般采用有限元法(FEM)。本文應(yīng)用SPH-FEM耦合計(jì)算方法模擬液體與超彈性體的沖擊問(wèn)題,充分利用兩種方法各自的優(yōu)勢(shì)。 水的本構(gòu)模型在計(jì)算中采用空模型,其偏剪應(yīng)力與偏剪應(yīng)變率成正比。狀態(tài)方程采用Mie-Gruneisen狀態(tài)方程。在橡膠的各種應(yīng)變能方程中選用了Ogden的三階模型,該模型在預(yù)測(cè)大變形時(shí)仍不失準(zhǔn)確性,適用于本文中的問(wèn)題,為之選擇了合適的橡膠材料參數(shù),作為樣本用于本文的分析。 本文模擬計(jì)算了水射流沖擊橡膠從接觸開(kāi)始20μs內(nèi)的演化過(guò)程,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析。首先分析了水射流與橡膠的變形過(guò)程及水射流內(nèi)部壓力變化規(guī)律。其次通過(guò)分析坐標(biāo)軸...

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 緒論
    1.1 高壓水射流技術(shù)簡(jiǎn)介
    1.2 本文的研究的背景、目的及意義
        1.2.1 課題來(lái)源
        1.2.2 廢舊輪胎的循環(huán)利用現(xiàn)狀
        1.2.3 本文研究的目的與意義
    1.3 非線性顯式動(dòng)力學(xué)分析簡(jiǎn)介
    1.4 本文相關(guān)試驗(yàn)的意義
    1.5 本文的研究?jī)?nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
2 數(shù)值計(jì)算的相關(guān)理論
    2.1 概述
    2.2 SPH方法
        2.2.1 SPH方法的基本思想
        2.2.2 SPH方法的基本方程
        2.2.3 SPH方法在計(jì)算實(shí)施中的一些問(wèn)題
        2.2.4 SPH方法水沖擊問(wèn)題模擬
    2.3 有限單元法(FEM)
    2.4 接觸算法
    2.5 本章小結(jié)
3 輪胎橡膠材料及橡膠的超彈性本構(gòu)關(guān)系
    3.1 概述
    3.2 輪胎橡膠材料
        3.2.1 橡膠
        3.2.2 橡膠的配合劑
        3.2.3 橡膠的老化對(duì)力學(xué)性能的影響
        3.2.4 輪胎各部位對(duì)膠料的性能
    3.3 超彈性體的本構(gòu)方程
    3.4 應(yīng)變能函數(shù)
    3.5 橡膠本構(gòu)試驗(yàn)
    3.6 本文橡膠本構(gòu)模型的選用
    3.7 本章小結(jié)
4. 基于Ansys-Autodyn的模擬分析
    4.1 Ansys-Autodyn介紹
    4.2 計(jì)算模型的建立
    4.3 材料定義
        4.3.1 Ansys-Autodyn的材料定義各項(xiàng)的意義
        4.3.2 水射流的材料參數(shù)和其它關(guān)鍵設(shè)定
        4.3.3 橡膠的材料參數(shù)
    4.4 粒子填充與網(wǎng)格劃分
    4.5 邊界條件
    4.6 接觸定義
    4.7 計(jì)算結(jié)果分析
        4.7.1 水射流與橡膠的變形過(guò)程分析
        4.7.2 橡膠坐標(biāo)軸方向應(yīng)力張量分析
        4.7.3 橡膠等效應(yīng)變分析
        4.7.4 不同射流速度下的侵蝕效率分析
    4.8 本章小結(jié)
5 水射流破碎胎面膠的試驗(yàn)研究
    5.1 水射流的流速計(jì)算
    5.2 試驗(yàn)設(shè)備介紹
    5.3 試驗(yàn)步驟
    5.4 試驗(yàn)結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
后記或致謝
作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果



本文編號(hào)：4044177