硬球颗粒-弹塑性聚氨酯平面碰撞特性研究
作者:
作者单位:

1.中国矿业大学机电工程学院 徐州,221116;2.智能采矿装备技术全国重点实验室 徐州,221116;3.中国矿业大学化工学院 徐州,221116;4.山西太重智能采矿装备技术有限公司 太原,030024

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通讯作者:

中图分类号:

TH113.1

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(52075535,52125403,52261135540,52404303);中国矿业大学青年科技基金资助项目(2024QN11029)


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    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。

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  • 收稿日期:2024-02-26
  • 最后修改日期:2024-09-13
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  • 在线发布日期: 2025-10-24
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