Редактирование: Асонов Игорь: Моделирование деформирования и разрушения хрупких гранулированных материалов методом динамики частиц

[[Файл:microscope_ceramic_polymer_comp.jpg|thumb|200px|Фотография исследуемого керамико-полимерного композита]]
Проект посвящен созданию [[Механика дискретных сред|DEM]]([[Механика дискретных сред|MD]])-модели, которая бы корректно учитывала наличие полимерного мостика между керамическими частицами. Работа над  проектом ведется параллельно с [[Michael Szelwis: "Modeling the plastic behavior of ceramic-polymer-composites"]].
== О моделируемом материале ==
Снимок композита, сделанный электронным микроскопом представлен справа.
Композит на 60-65% состоит из примерно-сферических керамических частиц (TiO<sub>2</sub>) и на 20-25% из полимера (PMMA), окружающего керамические частицы и являющимся связующим звеном между ними. 
Важно отметить, что такая связь передает моментное взаимодействие (есть изгибная, сдвиговая и крутильная жесткости) в отличие от [[Парные_силовые_потенциалы_взаимодействия|парных силовых потенциалов взаимодействия]]. Из этого следует, что керамические частицы надо моделировать/представлять как трехмерные тела, обладающие шестью степенями свободы, а связь между ними должна "реагировать" на все возможные деформации (сдвиговые, изгибные, продольные, крутильные).
== Существующие DEM-модели ==
Согласно обзору, представленному в статье "A new algorithm to model the dynamics of 3-D bonded rigid bodies with rotations"<ref name="Wang"/>, лишь немногие широко известные модели способны описать все возможные виды деформации связи:
#Модель, предлагаемая в самой статье <ref name="Wang"/>
#[[Bonded-Particle Model]] предложенная Potyondy D.O. и Cundall P.A. <ref name="Cundall_BPM"/>

== Недостатки существующих моделей ==
[[Bonded-Particle Model]] обладает [http://tmech.phmf.spbstu.ru/wiki/index.php/Bonded-Particle_Model#.D0.9D.D0.B5.D0.B4.D0.BE.D1.81.D1.82.D0.B0.D1.82.D0.BA.D0.B8 многочисленными недостатками] в первую очередь связанными с физичностью модели.
Модель, предложенная в <ref name="Wang"/>, не предлагает выражения для вычисления потенциальной энергии связи (также за кадром остается консервативность сил и моментов, представленных в статье). Таким образом модель из <ref name="Wang"/> не гарантирует консервативность моделируемой системы.

== Предлагаемое решение ==
Использовать [[V-model]] предложенную [[Кузькин В.А.|Виталием Кузькиным]]. В качестве программного пакета в котором будет осуществляться моделирование механических свойств керамико-полимерных композитов был выбран коммерческий пакет [[EDEM]]. В ходе поездки в TUHH была запрограммирована реализация [[V-model]] для [[EDEM]] в качестве подключающейся библиотеки контактных взаимодействий.

== План дальнейших работ ==
#Проверить работоспособность V-model в EDEM
#* посчитать 4 жесткости для системы из двух частиц
#* провести эксперимент над стержнем по потере устойчивости (соединять связями центры частиц!)
#Провести 4-point bending test in EDEM
#* сделать программу для задания конфигурации
#* определить параметры теста
#Провести обзор литературы по тематике моделирования композитов (есть ли другие численные модели?)

==Ссылки==
<references>
<ref name="Wang"> Wang Y. A new algorithm to model the dynamics of 3-D bonded rigid bodies with
rotations // Acta Geotechnica, 4, (2009), pp. 117-127
[[Медиа:Wang_A_new_algorithm_to_model_the_dynamics_of_3-D_bonded_rigid_bodies_with_rotations.pdf|pdf]]
</ref>

<ref name="Cundall_BPM">  Potyondy D. O. and Cundall P. A, ''A bonded-particle model for rock''. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 41, (2004), pp. 1329-1364  [[Медиа:Potyondy_Cundall_2004_A_bonded-particle_model_for_rock.pdf|pdf]]
</ref>
</references>

== См. также ==
*[[Асонов Игорь]]
*[[Гамбургский проект]]


[[Category: Студенческие проекты]]
[[Category: Механика дискретных сред]]