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1.
颗粒离散元法研究进展   总被引:60,自引:3,他引:57       下载免费PDF全文
徐泳  孙其诚  张凌  黄文彬 《力学进展》2003,33(2):251-260
回顾了颗粒离散元法(DEM)的发展过程.综述了该方法的理论和各种颗粒作用模型,包括各种实用的干颗粒 DEM模型和研究中的湿颗粒建模的进展;介绍了国内外颗粒离散元法模拟的成就以及离散元法与其他数值方法结合的扩展性研究的进展.最后指出了存在的问题,并对发展动向进行了预测.  相似文献
2.
离散元法研究的评述   总被引:42,自引:2,他引:40       下载免费PDF全文
刘凯欣  高凌天 《力学进展》2003,33(4):483-490
介绍了离散元法的基本理论、计算方法及其应用的现状和最新进展.从离散元法的离散模型 特点及便于甄别与其它数值计算方法的关系的角度给予离散元法一个比较宽松的定义.在此 基础上阐明了离散元方法与刚体-弹簧模型(rigid body spring model, RBSM)方法,不连续 变形分析(discontinuous deformation analysis, DDA)方法,分子动力学(molecular dynamics, MD)方法,三维离散元(discrete meso-element dynamic method, DM$^2$)方法及无 网格方法(meshless method)等数值计算方法的关系, 并讨论了离散元法研究中亟待解决的 问题和今后的发展方向.  相似文献
3.
颗粒流的动力学模型和实验研究进展   总被引:16,自引:3,他引:13       下载免费PDF全文
吴清松  胡茂彬 《力学进展》2002,32(2):250-258
首先叙述了颗粒流研究的背景和基本概念,接着概述了颗粒流动 力学研究的三种基本数学力学模型:颗粒动理论(kinetic theory)模型、 摩擦塑性模型和离散元模拟模型.介绍了它们的基本原理,并分析了各个 模型的优缺点和适用范围.随之,对颗粒流的实验研究情况作了简要的介 绍,列举了研究中几种常用的试验方法和观测手段,以及观测到的一些 典型现象.最后,我们简述了颗粒流研究的主要困难,并提出了某些有待 解决的研究课题.  相似文献
4.
颗粒流动力学及其离散模型评述   总被引:10,自引:0,他引:10       下载免费PDF全文
孙其诚  王光谦 《力学进展》2008,38(1):87-100
颗粒流是由众多颗粒组成的具有内在相互作用的非经典介质流动. 自然界常见颗粒流 都是密集流, 颗粒间接触形成力链, 诸多力链相互交接构成支撑整个颗粒流重量和外载荷的 网络, 其局部构型及强度在外载荷下演化, 是颗粒流摩擦特性和接触应力的来源.本文 介绍球形颗粒间无粘连作用时的Hertz法向接触理论和Mindlin-Deresiewicz切向接触 理论. Campbell依据是否生成较为稳定的力链把颗粒流分为弹性流和惯性流两大 类, 其中弹性-准静态流和惯性-碰撞流分别对应准静态流和快速流, 作为两种极端流动情况通常处理成连续体, 分 别采用摩擦塑性模型和动理论予以描述, 但是表征接触力链的颗粒弹性参数并不出现这两个 模型和理论框架中, 如何进一步考虑颗粒弹性参数将非常困难. 目前离散动力学方法逐渐 成为复现其复杂颗粒流动现象、提取实验不可能获得的内部流动信息进而综合起来探索颗粒 流问题的一种有效工具, 其真实性强于连续介质理论的描述. 软球模型对颗粒间接触力简化 处理, 忽略了切向接触力对法向接触力及其加载历史的依赖, 带来了法向和切向刚度系数 如何标度等更艰难的物理问题, 但由于计算强度小而广泛应用于工程问题中. 硬球模型不考虑 颗粒接触变形, 因而不能描述颗粒流内在接触应变等物理机理, 仅适用于快速颗粒流, 这不 仅仅是由于两体碰撞的限制. 因此基于颗粒接触力学的离散颗粒动力学模型是崭新的模型, 适用于准静态流到快速流整个颗粒流态的模拟, 可以细致考虑接触形变及接触力的细节, 建立更为合理的颗粒流本构关系, 进而有力的促进颗粒流这一非经典 介质流动的研究.  相似文献
5.
脆性材料动态破坏过程的数值模拟   总被引:9,自引:0,他引:9  
根据连续介质力学基本原理和离散元法基本思想,针对脆性材料动态破坏过程问题,推导出基于圆盘单元的正交各向异性离散元二维计算模型,并利用此模型计算了各向异性薄板在冲击载荷下的应力波传播问题。通过将计算结果与LS-DYNA程序相比较,表明了本文提出的离散元模型的精确性。另外,对钢弹侵彻下滑凝土圆板破坏过程这个典型的发生连续介质向非连续介质转化的动力学问题进行了数值模拟和动画显示,并同侵彻实验中出现的几种破坏形式进行了分析和对比,从而证明了本计算方法是计算和模拟脆性材料出现从连续介质向非连续介质转变的动态破坏问题的有力工具。  相似文献
6.
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
7.
离散元法在求解三维冲击动力学问题中的应用   总被引:4,自引:0,他引:4  
提出了三维连结型离散模型,建立了可实现连结型模型(用于连续介质)-接触型模型(用于非连续介质)转化的三维离散元计算程序,用来模拟连续介质转变为非连续介质的力学过程.利用该计算程序对冲击载荷下混凝土块体内(连续体情况下)的应力波传播过程进行了数值模拟.将计算结果的数值与LS-DYNA程序计算的结果进行比较,验证了该计算程序的计算精度.在此基础上,模拟了混凝土块体的动态破坏(连续介质向非连续介质转化)过程.其计算结果可用动画显示,得到的破坏形式与由实验得到的破坏形式相近.两个算例说明该离散元模型及其计算程序是模拟计算伴随有连续介质向非连续介质转变的动态破坏问题的有力工具.  相似文献
8.
离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用   总被引:4,自引:1,他引:3  
在深入研究复杂结构和非均质材料冲击响应和破坏机理的过程中,往往遇到多尺度计算问题。本文尝试建立三维离散元与壳体有限元结合的多尺度方法用于处理圆柱壳问题,该方法采用三维离散元对感兴趣的局域进行局部模拟,利用平板壳体有限元进行整体模拟,采用一种特殊的过渡层使离散元区和有限元区能很好的衔接。我们将这一方法应用于激光辐照下充压柱壳的热/力耦合冲击破坏响应,得到的模拟结果与文献报道有较好的吻合。  相似文献
9.
Analysis in the dynamic mechanical behavior of cohesive soils subjected to external forces is very important in designing and optimizing terrain machines. Distinct Element Method (DEM) is an ideal method to analyze large discontinuous deformations of soil, but the conventional DEM model is difficult in simulating the complex behavior of cohesive soil. In order to simulate and analyze the behavior of cohesive soil accurately, the DEM mechanical model of cohesive soil with parallel bonds between particles was established by considering the capillary and the dynamic viscous forces induced by the presence of water between soil particles. During the excavation process by a bulldozing plate, the dynamic behavior of cohesive soil was simulated by DEM software PFC2D. The phenomena that the discrete particles were bonded into clusters initially, and the clusters were broken into smaller clusters or discrete particles during the excavation process, are consistent with the ruptures and separations of the actual cohesive soils subjected to external forces.  相似文献
10.
Kinematic variables bridging discrete and continuum granular mechanics   总被引:3,自引:0,他引:3  
It is known that there is wide, and at present, unbridgeable, gap between discrete and continuum granular mechanics. In this contribution, first, microscopic kinematic variables neglected in classical continuum granular mechanics are investigated based on the kinematics of discs in contact. Then, a kinematic variable called the averaged pure rotation rate (APR) is proposed for an assembly of circular discs of different sizes, which is then used to produce another two kinematic tensors with one equal to the deformation rate tensor and the other unifying the spin tensor and the APR. As an example, the kinematic variables are incorporated into the unified double-slip plasticity model. Finally, these theoretical analyses are verified using a two-dimensional discrete element method. The study shows that these kinematic variables can be used to bridge discrete and continuum granular mechanics.  相似文献
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