煤岩动态性能研究：Holmquist-Johnson-Cook模型参数分析

"煤岩Holmquist-Johnson-Cook本构模型参数研究" 本文主要探讨了煤岩在动态荷载下的力学行为，特别是在Holmquist-Johnson-Cook (HJC)本构模型中的参数研究。HJC模型是一种广泛应用的材料破坏模型，它可以描述材料在应力速率、应变和压力等因素影响下的非线性动力学响应。淮南潘谢煤田13-1煤层的煤岩作为研究对象，通过一系列实验，包括三轴实验、Hopkinson压杆实验和Hugoniot实验，研究人员获取了煤岩在不同条件下的力学特性数据。 在实验的基础上，作者宫能平和张朋朋通过拟合这些数据，确定了煤岩的HJC模型参数，包括极限面参数、率效应参数和压力参数。这些参数对于理解煤岩在动态加载下的应力-应变关系至关重要，它们反映了煤岩的强度、韧性以及动态响应的变化。极限面参数A和B直接影响材料的强度和应变硬化行为，而率效应参数则描述了应变速率对材料性能的影响，压力参数则考虑了压力对材料动态行为的贡献。 为了验证所确定的参数的有效性，研究人员利用LS-DYNA有限元软件进行了数值模拟，模拟的对象是煤岩的Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB)实验。SHPB实验是一种常用的动态力学测试方法，可以快速测量材料的动态力学性能。数值模拟结果与实验数据的一致性证明了所提出的参数确定方法的准确性。 此外，通过保持其他参数不变，仅改变极限面参数A和B，研究人员进行了敏感性分析，揭示了这两个参数对煤岩动态性能的具体影响。这为理解和预测煤岩在动态荷载下的行为提供了重要的理论依据。 总结来说，这项研究提供了一套系统的方法来获取煤岩的HJC模型参数，并通过数值模拟验证了这些参数的适用性。这些研究成果不仅有助于深化对煤岩动态力学特性的认识，也为实际工程中涉及煤岩的动载数值计算提供了可靠的参数基础，对煤炭开采、地质灾害防治等领域具有实际应用价值。