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1.
离散单元法的计算参数和求解方法选择   总被引:8,自引:0,他引:8  
本文对离散单元法的一些基本问题进行了研究,给出了刚度计算公式,提出了两种新的用于求解静态问题的自适应阻尼,并以自由落体运动为例,探讨了中心差分法、  相似文献
2.
对花岗石进行了单颗粒金刚石磨削试验.通过测量磨削力对单颗金刚石磨粒所承受的平均法向力和切向力进行了研究,讨论了主轴转速和单颗磨粒最大切削厚度与磨削力的关系.利用离散单元方法(DEM)构造了2种不同的花岗石数字模型,在此基础上对单颗磨粒磨削进行了模拟分析,分析结果与试验结果基本吻合.  相似文献
3.
Micro-scale behavior of granular materials during cyclic loading   总被引:1,自引:0,他引:1  
This study presents the micro-scale behavior of granular materials under biaxial cyclic loading for differ- ent confining pressures using the two-dimensional (2D) discrete element method (DEM). Initially, 8450 ovals were generated in a rectangular frame without any overlap. Four dense samples having confining pressures of 15, 25, 50, and 100 kPa were prepared from the initially generated sparse sample. Numeri- cal simulations were performed under biaxial cyclic loading using these isotropically compressed dense samples. The numerical results depict stress-strain-dilatancy behavior that was similar to that observed in experimental studies. The relationship between the stress ratio and dilatancy rate is almost indepen- dent of confining pressures during loading but significantly dependent on the confining pressures during unloading. The evolution of the coordination number, effective coordination number and slip coordina- tion number depends on both the confining pressures and cyclic loading. The cyclic loading significantly affects the microtopology of the granular assembly. The contact fabric and the fabric-related anisotropy are reported, as well. A strong correlation between the stress ratio and the fabric related to contact normals is observed during cyclic loading, irrespective of confining pressures.  相似文献
4.
三方程线性弹性-阻尼DEM模型及碰撞参数确定   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
建立了一种考虑法向接触力、切向接触力(含静滑动摩擦力及动滑动摩擦力)和力矩(含由切向力产生的力矩及静滚动摩擦力矩和动滚动摩擦力矩)的三方程线性弹性-阻尼离散单元模型,并将该模型应用到颗粒物料的三维数值模拟中,讨论了模型中几个重要碰撞参数--刚性系数、阻尼系数及摩擦系数的选择及其对计算结果的影响,同时也探讨了时间步长等计算参数对模拟结果的影响.为了验证算法和参数选择的正确性,本文对几个有代表性的颗粒系统进行了数值试验研究,并对计算结果进行了细致的分析,验证了新模型和参数选择的正确性.  相似文献
5.
ROTATIONAL RESISTANCE AND SHEAR-INDUCED ANISOTROPY IN GRANULAR MEDIA   总被引:1,自引:0,他引:1  
This paper presents a micromechanical study on the behavior of granular materials under confined shear using a three-dimensional Discrete Element Method (DEM). We consider rotational resistance among spherical particles in the DEM code as an approximate way to account for the effect of particle shape. Under undrained shear, it is found rotational resistance may help to increase the shear strength of a granular system and to enhance its resistance to liquefaction. The evolution of internal structure and anisotropy in granular systems with different initial conditions depict a clear bimodal character which distinguishes two contact subnetworks. In the presence of rotational resistance, a good correlation is found between an analytical stress-force-fabric relation and the DEM results, in which the normal force anisotropy plays a dominant role. The unique properties of critical state and liquefaction state in relation to granular anisotropy are also explored and discussed.  相似文献
6.
离散单元法作为一种有效的数值分析方法,能够模拟脆性材料的裂纹扩展及碎片飞散等破坏特性,但是无法从根本上克服计算效率低下的诟病;传统有限单元法具有计算高效稳定的优点,却难以描述脆性材料冲击破坏过程中连续体向非连续体的转化。本文首先提出一种基于罚函数法的改进型离散单元和有限单元耦合方法,以提高耦合分析精度。在此基础上提出了动态耦合算法:即在初始阶段,模型全部为有限单元,当局部即将发生破坏时,仅使即将发生破坏的有限单元及相邻单元自动转化为离散单元,在离散单元区域研究破坏问题。这种算法充分利用有限单元法计算高效的优点,同时最大限度克服了离散单元法计算效率的不足。最后,通过两个简单算例验证了改进型耦合算法和动态耦合算法的有效性。  相似文献
7.
首先基于椭圆颗粒接触点的运动关系推导出新的平均纯转动率(APR)表达式,并将其引入到已有的描述圆形散粒体流动特性的双滑移转动率模型(DSR2模型)中;而后采用改进的NS2D离散元程序对长短轴比例分别为1.4和1.7的椭圆颗粒堆积体进行一系列不排水单剪试验,验证以椭圆颗粒为基础的离散元方法模拟砂土流动特性的可行性及DSR2模型的合理性。数值试验及已有成果表明,以椭圆颗粒为基础的NS2D程序能够模拟砂土的流动特性,对圆形和椭圆形颗粒体系,DSR2模型均能很好地预测运动模型中转动率参量的变化情况;APR是联系连续介质力学和离散介质力学的重要参数,它将二者有机结合成一个整体。  相似文献
8.
通过对颗粒体系接触过程的运动学和动力学分析,建立了一种基于超二次曲面的非球形离散单元模型,该模型避免了球形接触模型描述颗粒形状的局限性,使离散单元法更接近物理事实,并在此基础上提出了计算求解模型的数值方法,实现了对复杂形状的颗粒体系的模拟计算。将所建立的数值计算方法进行了编程实现,并对模型和算法进行了算例测试,证实了本文所建立的非球形离散单元模型的可行性和正确性。测试结果表明,本文的模型能够比较准确地模拟复杂颗粒体系的真实运动,可为复杂颗粒体系的模拟研究提供一种新的数值计算方法。  相似文献
9.
本文研究了二维情况两直接相邻颗粒间液体以液桥形式存在时的液桥临界断裂距离及液桥力的计算过程.导出了用颗粒半径、三相接触角和液桥体积表示的二维液桥临界断裂距离拟合公式及两个接触或非接触颗粒间液桥毛细力随液桥体积的变化关系.引入Voronoi胞元计算定义基于参考颗粒介观结构的物质点的平均饱和度.提出了考虑液桥效应的二维湿颗粒离散元模型,并用以模拟不同初始均匀饱和度下湿颗粒集合体中的吸力效应,验证其有效捕捉以应变局部化为特征的破坏模式的能力.  相似文献
10.
基于已有的颗粒材料连接尺度方法(BSM),发展了在细尺度上采用离散颗粒集合体模型与离散单元法(DEM)并引入了颗粒破碎模型,而在粗尺度上采用Cosserat连续体模型与有限单元法(FEM)的BSM。仅在有限局部区域内采用DEM从细观层次关注颗粒材料破碎现象,而在全域采用储存空间和花费时间较少的FEM,同时在粗细两个尺度采用不同的时间步长。讨论了颗粒材料发生破碎时,颗粒材料结构的承载能力与微结构的演变。数值算例结果说明了所提出可模拟破碎的BSM的可用性和优越性,以及颗粒破碎对颗粒材料微观力学行为的影响。  相似文献
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