摘要:为进一步加强Hertz软球碰撞模型中刚性颗粒与弹塑性材料碰撞的相关研究,利用弹塑性半平面接触本构关系,引入一种新的阻尼形式,建立了硬球颗粒-聚氨酯平面的黏弹塑性碰撞模型,并推导出颗粒与弹塑性平面碰撞的非线性动力学方程。首先,通过测定球形煤精颗粒碰撞聚氨酯恢复系数实验,确定了所用聚氨酯材料的Meyer指数与动力学方程中的阻尼系数;其次,在方程中考虑不同的阻尼形式,对比证明了所提阻尼模型的正确性;然后,分析了不同阻尼系数下,不同阶段接触力的变化机理;最后,探讨了颗粒与弹塑性聚氨酯碰撞过程中位移、速度及接触力的变化规律。研究发现:随着初始碰撞速度的增加,聚氨酯不可恢复的塑性变形量由1.636×10-4 m增加至5.657×10-4 m,颗粒恢复系数由0.583 2降至0.501 2,碰撞时间由6.963×10-4 s降至4.737×10-4 s,塑性压缩阶段的占比由59.81%降至59.04%;所建立的模型可用于颗粒与较软平面碰撞的场景,为颗粒系统的输送、碰撞、冲击和分离提供了理论支撑。