基于ansys／ls-dyna的磨料冲击行为分析

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1、第29卷第2期硅酸盐通报Vo1．29No．22010年4月BULLETIN0FTHECHINESECERAICSOCIEIYA~ril．20l0基于ANSYS／LS．DYNA的磨料冲击行为分析廉晓庆，蒋明学，白顶有(1．西安建筑科技大学材料科学与工程学院，西安710055；2西安建筑科技大学土木工程学院，西安710055)摘要：采用实验与有限元模拟相结合的方法研究了磨料形状和粒径对材料冲蚀磨损性能的影响。采用linear—elastic．isotropic模型作为靶材的本构模型，运用ANSYS／LS—

2、DYNA的三维显式动力分析模型建立了棕刚玉磨料冲蚀高强耐火浇注料的有限元模型，运用求解器对冲蚀过程中的磨料冲击行为进行了计算。结果表明：单个六棱柱体磨料颗粒对靶材中心点的yonmises应力最大值为球体磨料的4倍左右，磨料形状对冲蚀磨损有很大影响；随着磨料粒径的增大，靶材中心点的vonraises应力最大值急剧增加；110oC烘后高强耐火浇注料的冲蚀磨损率随着磨料粒径的增加而增加，磨料粒径的增加对1100℃烧后高强耐火浇注料的冲蚀磨损率影响不大。关键词：ANSYS／LS．DYNA；冲蚀磨损；磨料；yo

3、nmises应力中图分类号：TQ11文献标识码：A文章编号：1001—1625(2010)02-0409-04AnalysisofImpactingBehaviorofAbrasiveParticlesBasedOilANSYS／LS．DYNALIANXiao—qing，JIANGMing—Xll,e，BA1Ding—you(1．SchoolofMaterialsScienceandEngineering。XiknUniversityofArchitectureandTechnology，Xi7100

4、55，China2．SchoolofCivilEngineering，XihnUniversityofArchitectureandTechnology，Xihn710055，China)Abstract：Theinfluenceofabrasiveparticlegshapeandsizeonabrasionwearwereinvestigatedbybothoftestsandfiniteelementmethodsimulation．Theabrasivepaticle(particle)was

5、brownfusedalumina，andthetargetmaterialwashi【ghstrengthrefractory．Linear—elastic—isotropicmodle(mode1)wasselectedasthetarget—materialconstitutivemode1．Thenumericalmodelofbrownfusedaluminaimpactinghighstrengthrefractorywasdesignedbyusingexplicitdynamicana

6、lysisofthree-dimensionalinANSYS／LS·DYNA，andtheerosionprocesswassimulatedbyusingLS-DYNAsolver．Itwasfoundthatthemaximumofyonmisesstressatthecenteroftargetimpactedbysinglehexagonalprismabrasivepaticleis(was)aboutfourtimesofwhichimpactedbysinglesphereabrasi

7、vepaticle．Theshapeofabrasiveparticlehadagreatinfluenceontheerosionwear．Themaximumofyonmisesstressatthecenteroftargetincreasedsharplywiththeincreaseofpaticlesize，anditsaction(action)timewaslonger．Theerosionwearrateofhighstrengthrefractoryafterbakingat110

8、℃increasedwiththeincreaseofparticlesize．butpaticlesizehadlittleeffectontheerosionwearrateofwhichafterburnedat1100℃．Keywords：ANSYS／LS—DYNA；erosionwear；abrasiveparticle；vonmisesstress．—口冲蚀磨损是一个动态的材料表面失效过程，Bitter将冲蚀磨损定义为“流体携带固体颗粒对材料