冲击荷载作用下颗粒材料的动力响应特性研究

摘要

采用离散单元法对二维颗粒材料受冲击作用进行了数值模拟,本文通过边界沿正弦曲线的位移来模拟颗粒体系所受冲击作用.研究过程中,通过记录单个颗粒加速度随时间的变化的时程波动曲线,分析颗粒冲击过程加速度振动频谱特征,并结合颗粒系统的配位数、平均动能等变化情况,研究颗粒材料的动力响应特性.研究结果表明,当颗粒排列由稀疏变化到致密时,颗粒的加速度谱会出现一个明显的特征值频率,此时颗粒运动几乎没有相对错动.进一步分析发现该特征值的大小取决于颗粒质量、摩擦系数、弹性模量及泊松比等物理因素,与荷载作用无关,表明该特征值是一个颗粒材料固有的动力响应特征值,并能反映颗粒材料细观构造的稳定特性.