微小角形颗粒冲击行为和冲蚀凹坑的仿真研究

摘要：

微小角形颗粒冲击金属表面会造成材料脱落、大变形等破坏形式,同时伴随着颗粒的反弹、旋转等行为.常规的数值方法如有限元法并不擅长此类问题的求解.提出一种无网格冲蚀模型,采用光滑粒子动力学方法计算金属材料的弹塑性变形,并将模拟的角形颗粒冲击运动学过程与高速摄像机捕捉的瞬态图像进行对比,验证了模型的正确性.借助于模型对颗粒冲击自旋行为和冲蚀凹坑进行研究,结果表明,颗粒自旋方向主要由方位角和冲击角决定,受冲击速度的影响较小;在某一固定冲击角下存在一个临界方位角,当方位角小于该临界值时,颗粒冲击后向前旋转,反之则向后旋转;此外也验证了颗粒自旋行为与冲蚀凹坑形貌之间的相关性,为今后深入研究固体颗粒冲蚀机理奠定了良好的基础.

关键词：微小角形颗粒、无网格方法、高速摄影、单颗粒冲击实验、颗粒旋转、冲蚀凹坑

所属期刊栏目：37

分类号：TH17.1;TH691.9

资助基金：山东省自然科学基金ZR2018MA028

在线出版日期：2020-12-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：179-186