基于 FEM-SPH 耦合的离心机抛填土料冲击行为数值分析

摘要：

利用有限元（Finite Element Method，FEM）与光滑粒子流体动力学方法（Smoothed Particle Hydrodynamics， SPH）耦合的方法对离心机抛填土料动力响应进行分析，数值模型中离心机结构部件采用传统拉格朗日单元，土料采用无网格光滑粒子，实现了无黏性土料连续冲击离心机结构行为的数值再现。基于土料以5 m／s、10 m／s 速度分别冲击离心机料斗与土料箱底算例进行分析，获得了离心机抛填结构在土料连续冲击作用下的应力分布和等效冲击载荷；在5 m／s速度冲击料斗冲击过程中，最大应力出现在离心机支撑装置横截面处，料斗结构上产生的最大等效应力为292 MPa；土料10 m／s 冲击土料箱计算时，箱体底部铺设的橡胶垫层能降低冲击载荷幅值，实现对土料箱体结构的有效缓冲作用。数值分析结果表明，结合 FEM高计算效率特点以及 SPH 耦合方法易于处理大变形优势，FEM-SPH 耦合方法可以实现对土料类离散体冲击大变形行为数值模拟，有助于提高结构动态大变形响应过程模拟的逼真度和置信度。

关键词：土料冲击、冲击动力学、离心机、无网格方法、FEM-SPH 耦合

所属期刊栏目：35

分类号：O347(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2016-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：206-212