| 液固高速撞击时材料表面损伤的数值模拟 |
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| 引用本文： | 汪勇,谢永慧,张荻. 液固高速撞击时材料表面损伤的数值模拟[J]. 西安交通大学学报, 2008, 42(11) |
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| 作者姓名： | 汪勇 谢永慧 张荻 |
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| 作者单位： | 西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安 |
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| 基金项目： | 国家高技术研究发展计划专题资助项目，教育部跨世纪优秀人才培养计划 |
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| 摘 要： | 为了研究液固撞击的机理，采用光滑粒子流体动力学方法（SPH）与有限单元法（FEM）建立了考虑流固耦合效应的高速液固撞击数值模型，详细分析了直径为2mm、撞击速度为1000m／s的液滴和射流对有机玻璃（PMMA）的三维撞击和破坏状况．分析表明：射流与液滴在撞击初始时刻的前缘变形和内部压力分布几乎是完全相同的；液滴撞击固体的最大压力值出现在0．20μs时，但此时材料内部最大等效应力只有104MPa，材料还不足以发生破坏；产生于液固撞击瞬时后0．32μs、速度高达2925m／s的侧向射流是使固体表面产生破坏的主要原因，因此撞击最初的破坏位于以撞击中心为圆心的一个圆环区域处．所得材料表面损伤情况与Brunton的实验数据吻合良好，证明了数值模型的可行性和精确性．
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| 关 键 词： | 液固撞击 表面损伤 光滑粒子流体动力学 有限元方法 |
Numerical Simulation of Material Surface Damage by High Speed Liquid-Solid Impact |
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| WANG Yong,XIE Yonghui,ZHANG Di. Numerical Simulation of Material Surface Damage by High Speed Liquid-Solid Impact[J]. Journal of Xi'an Jiaotong University, 2008, 42(11) |
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| Authors: | WANG Yong XIE Yonghui ZHANG Di |
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| Abstract: | The numerical model for high speed liquid-solid impact considering fluid-structure interaction coupling effect was developed based on smoothed particle hydrodynamics(SPH) and finite element method(FEM).The damage of polymethylmethacrylate(PMMA),caused by a single droplet and a jet impact with a radius of 2 mm and a speed of 1 000 m/s,was analyzed.The numerical results show that the distortion and interior pressure of the droplet and the jet are almost the same at the beginning of impact.The maximum pressure... |
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| Keywords: | liquid-solid impact surface damage smoothed particle hydrodynamics finite element method |
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