微剪切振动下颗粒系统阻塞行为力学谱的研究

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1、辞崔在名大彥ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｙｇｙ硕士学位论文藝切扳动下颗粒糸繞阻泉行为论文题目徵酋力学谱的斫先作者姓名＿凝聚态物理学科专业到长松教授导师姓名二？一八年四月完成时间中国科学技术大学硕士学位论文⑩微剪切振动下颗粒系统阻塞行为力学谱的研究作者姓名：唐瀚玉学科专业：凝聚态物理导师姓名：刘长松教授完成时间：２０１８年０４月２７日ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇ

2、ｙｏｆＣｈｉｎａ’Ａｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｍａｓｔｅｒｓｄｅｒｅｅｇ？ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｏｆａｍｍｉｎｙｊｇｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｓｈｅａｒｅｄｒａｎｕｌａｒｇｍａｔｔｅｒＡｕｔｈｏｒ：ＴａｎｇＨａｎｕｙＳｅｃｉａｌｉｔ：ＣｏｎｄｅｎｓｅｄＭａｔｔｅｒＰｈｙｓｉｃｓｐｙＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒｓ：Ｐｒｏｆ．ＬｉｕＣｈａｎｇｓｏｎｇＦｉｎｉｓｈｅｄｔｉｍｅ：Ａｒｉｌ２７，２０１８ｐ中国科学技术大学学位论文原创性声明

3、本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研宄成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明一作为申请学位的条件之，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学，即拥有学位论文的部分使用权：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中，可以采用影印国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索、缩

4、印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内一致容相。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。０＂公开□保密（＿年）＼作者签名：导师签名：／签字曰期：力签字曰期：〇ｉｍ摘要，而且与工业技术和人们生产生活密切息息相关颗粒物质广泛存在。颗粒一＞物质般指由尺寸ｄｌ／＾的颗粒组成的宏观体系，具有不同于其他物质的许多，其基本规律远没有被认识清楚奇特性质。颗粒物质在外界微小的振动下表现出丰富的动力学行为，成为了近几十年来研究的热点。颗粒之间通过非线性赫兹接触或者与颗粒间隙的液桥形成的力链网，

5、决定了颗粒系统的动力学性质。由于力链网络结构的复杂性，实验上很难直接探测力链之间的相互作用及其演，通过改变外部条件（如外界压力化规律。本文利用改进的低频力学谱技术、浸入深度），ＮａＣｌ湿、剪切振幅、水分含量测量不同粒径玻璃珠和颗粒的体系相对能量耗散行为，研宄颗粒系统的相关力学特性。．．）利用低频力学谱技术，研究不同粒径大小（０．１，０５和１９毫米玻璃珠系统的能量耗散随振幅，、浸入深度和外界压强之间的变化曲线。研究发现随着振荡探头浸入深度的增加，三种颗粒体系都呈现冻结、堵塞和流动行为。当颗粒尺寸减小时，与堵塞转变相关的耗散峰向较高的浸入

6、深度处移动，但随着外压力的增加而向较低的深度处移动，即堵塞转变的临界深度随着粒径的减小而增加，但随着压力的增加而减小。我们基于微观力链结构变化很好地解释了玻璃颗粒体系的复杂动力学行为，。当颗粒系统在冻结态时颗粒之间发生弹性形一变。当系统颗处于阻塞状态时，些颗粒为了保持力学平衡发生相对滑移，颗粒力链重构重组。当处于流动状态时，颗粒间相对位移过大，所有颗粒力链发生断裂。为了探索液桥力对颗粒体系能量耗散行为的影响，我们研宄了ＮａＣｌ湿颗粒体系在微剪切作用下相对能量耗散和模量的变化曲线。研究发现，随着剪切振幅增大，ＮａＣｌ湿颗粒体系的剪

7、切模量Ｇ和能量耗散都展现类似与干颗粒体系的阻塞（Ｊａｍｍｉｎｇ）转变。随着体系中水含量的增大，湿颗粒体系的剪切模量Ｇ和能量耗散在一１１初．％临界水浓度下均出现个峰值，且峰位与应变振幅无关，表明此时体系发生了结构转变。关键词：颗粒力链，液桥力，能量耗散，动力学ｉＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＧｒａｎｕｌａｒｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｏｕｒｄａｉｌｙｌｉｆｅ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｆｏｒｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄｄａｉｌｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｇｒａｎｕｌａｒｍａｔｅｒｉａｌｓａ