堆积问题的离散元模拟—实验研究
【摘要】:离散元法是分析散体力学行为的有效数值方法,但许多研究者习惯于只做离散元模拟而忽视
用实验证明其合理性。只有少数研究能给出模拟预测的结果并与实验进行比较分析,其参数的给
定都通过实验测出。对给定参数交代不清会导致理论上的不确定性从而限制其实际应用。在诸多
离散元模型中,基于圆球接触力学的模型无疑更合理,但迄今尚未得到任何实验的验证。
为了评估离散元模型的可行性及可应用性,本文通过模拟与实验研究系统地分析了基于接触
力学的球颗粒模型(无粘干颗粒模型为主)的堆积问题,比较不同堆积情况下的休止角和堆的外
形。堆积模拟采用的型式包括单层拟二维(SL2D)、拟二维(Q2D)和空间堆积。研究主要包括如下
方面:
(1) 、 单层拟二维颗粒堆积的初步模拟,分析了影响休止角的参数。发现颗粒表面的摩擦系数
是影响休止角的主要因素,颗粒与底板间的摩擦系数也影响自由堆积的休止角,因此需限制颗粒
在底板边界上的滚动。
(2) 、 发展了一种简单适用的实验测量摩擦系数的方法和装置,并测出了磨砂玻璃球等颗粒材
料的颗粒间和颗粒-壁面间的摩擦系数。此外还分析了磨砂玻璃板接触面积与摩擦系数的关系。
(3) 、 利用测出的磨砂玻璃球摩擦系数结果进行了完全相同条件下磨砂玻璃球拟二维和空间堆
积工况的DEM模拟与实验比较,并做了几种其他颗粒材料的堆积实验研究。模拟和实验的对比
证实了基于圆球接触力学的模型表明该离散元模型和算法是合理的。
本论文的创新点可概括为两点:一是提出了测量球颗粒表面摩擦系数的简易实验方法和堆积
实验方法及其结果被证明是可靠的;二是首次用实验事实验证了所论离散元模型和算法是合理的
因此具有很高的可应用性。
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1 |
霍召欣,黄文彬;等径圆球组简单压缩下的宏观应力-应变关系[J];力学与实践;2003年03期 |
2 |
邢纪波,杨顺存,隋朝晖;脆性无序介质损伤破坏过程的离散元法动态模拟[J];烟台大学学报(自然科学与工程版);2002年04期 |
3 |
凌道盛;吕铁墩;何淳健;;平面弹性力学问题的离散元法[J];固体力学学报;2006年S1期 |
4 |
张玉军,朱维申;小湾水电站左岸坝前堆积体在自然状态下稳定性的平面离散元与有限元分析[J];云南水力发电;2000年01期 |
5 |
郭易圆,李世海;基于边-边接触的三维离散数值计算模型[J];河南师范大学学报(自然科学版);2002年03期 |
6 |
凌道盛;王云岗;陈锋;;平面弹性力学问题的离散元网格自适应方法[J];浙江大学学报(工学版);2007年06期 |
7 |
刘凯欣,郑文刚,高凌天;脆性材料动态破坏过程的数值模拟[J];计算力学学报;2003年02期 |
8 |
郑书彦,李占斌,李甲平,苟建忠;滑坡侵蚀离散元分析研究[J];岩石力学与工程学报;2005年12期 |
9 |
鲍鹏;李丽;赵捷;;离散元法土-地下结构动力相互作用分析(英文)[J];河南大学学报(自然科学版);2008年04期 |
10 |
赵啦啦;刘初升;闫俊霞;蒋小伟;朱艳;;不同振动模式下颗粒分离行为的数值模拟[J];物理学报;2010年04期 |
11 |
方俊;闫民;张引;许立峰;;土壤沉陷特性与车轮滑转关系的离散元研究[J];科技导报;2010年18期 |
12 |
刘连峰;;颗粒聚合体碰撞破损的细观力学仿真研究[J];力学进展;2006年04期 |
13 |
王福军;黎耀军;K.Han;Y.T.Feng;;一种用于结构动态过程数值模拟的广义有限元法[J];中国科学(G辑:物理学 力学 天文学);2006年04期 |
14 |
李艳洁;徐泳;;土壤试样单轴压缩试验与离散元法模拟对比研究[J];中国农业大学学报;2009年04期 |
15 |
蒋明镜;李秀梅;孙渝刚;胡海军;;考虑颗粒抗转动的砂土双轴试验离散元模拟[J];岩土力学;2009年S2期 |
16 |
傅华;赵峰;谭多望;王文强;尚海林;;冲击作用下HMX晶体孔洞塌缩热点生成机制的细观数值模拟[J];高压物理学报;2011年01期 |
17 |
姜世平;芮筱亭;洪俊;王国平;徐浩;;发射药床冲击破碎过程的数值模拟[J];固体力学学报;2011年04期 |
18 |
陶连金,苏生瑞,张倬元;节理岩体边坡的动力稳定性分析[J];工程地质学报;2001年01期 |
19 |
李红艳,黄文彬,徐泳;存在填隙幂律流体时圆球间切向作用的近似解[J];应用力学学报;2002年04期 |
20 |
陈晓斌;张家生;安关峰;刘学鹏;;岩石高边坡弹塑性平面离散元分析研究[J];岩土力学;2006年S2期 |
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