| 基于无量纲分析的法向恢复系数模型研究 |
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| 引用本文： | 马佳,揭豪,白梦昊,彭静,陈辉,陈得良.基于无量纲分析的法向恢复系数模型研究[J].力学学报,2023,55(4):982-990. |
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| 作者姓名： | 马佳 揭豪 白梦昊 彭静 陈辉 陈得良 |
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| 作者单位： | *.长沙理工大学土木工程学院, 长沙 410114 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(12002065), 湖南省自然科学基金(2021JJ40556)和国家留学基金委博士后项目(202008430121)资助 |
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| 摘 要： | 作为描述接触碰撞过程能量损失的重要参量,恢复系数的深入研究对于提升现有接触碰撞力模型预测性能、准确描述接触碰撞现象,并进一步探明其对机械系统整体动态特性影响规律方面具有重要作用.鉴于现有恢复系数模型计算精度的局限性,本文基于无量纲分析方法,提出了一种考虑材料特性与初始碰撞速度的新型恢复系数模型.具体实施过程如下:首先,利用有限元软件ABAQUS建立弹性球-理想弹塑性基底法向接触碰撞数值仿真模型,分别从最小网格尺寸设置与接触碰撞能量转换角度验证了所建模型的有效性;基于此模型开展多工况下的数值模拟研究,分析不同材料弹塑性参数与初始碰撞速度对接触碰撞响应的影响;在此基础上,引入无量纲化参数E*/(ρvnc2)与σy/E*,寻找恢复系数与弹塑性参数及初始碰撞速度间的函数关系;进一步结合Johnson塑性碰撞理论,反向推算获取屈服速度与材料属性的映射关系,最终建立无量纲化恢复系数新模型;通过与低速试验数据、高速有限元模拟结果的对比,验证了新模型的预测精度和泛化性能.
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| 关 键 词： | 接触碰撞过程 能量耗散 恢复系数 无量纲分析 有限元方法 |
| 收稿时间： | 2022-10-20 |
RESEARCH ON NORMAL RESTITUTION COEFFICIENT BASED ON DIMENSIONLESS ANALYSES |
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| Affiliation: | *.School of Civil Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410114, China?.Department of Material Science and Engineering, Saarland University, Saarbrücken 66123, Germany |
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