梯形载荷下伴随破碎的散粒体系统动力学分析.pdf

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1、第45卷第4期Vo1．45NO．4东南大学学报(自然科学版)2015年7月JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)July2015doi：10．3969／j．issn．1001—0505．2015．04．030梯形载荷下伴随破碎的散粒体系统动力学分析洪俊’张镇刘俊王立源(东南大学土木工程学院，南京210096)(东南大学江苏省工程力学分析重点实验室，南京210096)摘要：为了获得脆性颗粒材料组成的散粒体系统在动载荷作用下的力学响应，对圆筒内散粒体系统在梯形载荷作用下的力学行为进行了数值研究．建立了链接

2、模型、接触模型以及弹簧一球单元破碎模型；基于离散单元法编制了计算程序，分析了梯形载荷作用下的散粒体系统动力学响应；采用OpenGL图形显示了部分颗粒的破碎过程．结果表明，在梯形载荷作用下，对不同的载荷值，散粒体系统存在相应的暂时稳定状态，并且随着载荷大小的递增，系统达到稳定状态的时间越短，系统的变形也越小；计算过程中发现部分粒子发生破碎，且上层粒子首先被冲击破碎，破碎情况最为严重．研究结果对发射装药发射安全性有着重要的理论意义．关键词：散粒体系统；离散单元法；链接模型；接触模型；破碎模型中图分类号：0347．7文献标志码：A文章编号：1001—0505(2015)

3、04-0787-05DynamicanalysisofgranularsystemwithfractureunderladderloadHongJun·ZhangZhenLiuJunWangLiyuan(SchoolofCivilEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)(JiangsuKeyLaboratoryofEngineeringMechanics，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：Inordertoobtainthedynamic

4、alresponseofagranularsystemcomposedofbrittlegrains，agranularsysteminbarrelsubjectedtoladderloadisstudied．Theconnectivemodel，contactmodelandspring—spherefracturemodelareestablished．Computationalcodesbasedonthediscreteelementmeth—odarewrittentoanalyzethedynamicalresponseofthegranularsys

5、tem．ThefracturecoursesofpartgrainsareshownbyOpenGLfigures．Thesimulationresultsprovethatthegranularsystemhastempo—raisteadystatescorrespondingtodifferentloadvaluesundertheladderload．Withtheincreaseintheload，timeintervalsbetweentwosteadystatesbecomesmaller，andthewholedeformationsofthegr

6、anularsystembecomeless．Inthesimulationprocess，partgrainsarefracturedinthewholegranularsystem．Meanwhile，topgrainsinthegranularsystemfracturefirstandthedegreesoftheftfracturearetheseverest．Theresultshaveimportanttheoreticalvalueforthelaunchsafetyofammunition．Keywords：granularsystem；disc

7、reteelementmethod；connectivemodel；contactmodel；fracturemodel散粒体是几何尺寸基本属于同一量级的颗粒成，但是散粒体不能承受拉力，并且颗粒之间有复集合体．散粒体广泛存在于自然界中，如沙堆、矿杂的相互作用；从宏观角度来说，散粒体和流体都石、谷物等．散粒体是由大量颗粒组成的不连续系具有流动陛，但却能够承受较大的剪切力．同时，散统，有许多区别于固体和流体的力学行为特性．从粒体材料的不均匀及各向异性的特点，导致散粒体微观角度来说，散粒体和固体都是由固体颗粒组的力学性能更加复杂．散粒体系统动力学的研究对收稿日期：201

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