高速冲击下钢索波动行为SPH模拟研究

摘要

针对高速冲击下钢索波动行为问题,分别采用人工黏性与镜像粒子法相结合的SPH算法和FEM对冲击过程进行数值模拟,得到了高速冲击下钢索应力波的传播规律。结果对比可知:钢索中心处产生形变时粒子相互挤压,内外两侧部分粒子产生反应力;外侧产生断裂时,波峰处粒子产生相切于应力传递方向较大主应力,且中心带粒子呈圆弧状分布;内侧未断裂时,部分粒子产生绝对值较大的反应力;完全断裂后,中心处粒子主应力方向指向冲击方向;冲击应力随着冲击角度的增大而减小,随着摩擦因数的增大而增大。通过理论验证了仿真模型的准确性,具有重要的工程借鉴价值。两种算法的系统总能量损耗相似,但采用SPH算法对进行数值模拟计算的精度更高,效率更高,表明了SPH算法的优越性。