Асонов Игорь: Моделирование деформирования и разрушения хрупких гранулированных материалов методом динамики частиц — различия между версиями

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Перейти к: навигация, поиск
м (План дальнейших работ)
м
Строка 3: Строка 3:
 
# исследованию свойств модельного материала, использованного в [[Абердинский проект|Абердинском проекте]]
 
# исследованию свойств модельного материала, использованного в [[Абердинский проект|Абердинском проекте]]
 
# 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"]].
 
# 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"]].
= Свойства "Абердинского" материала =
+
= [http://tm.spbstu.ru/%D0%90%D0%B1%D0%B5%D1%80%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82#.D0.A0.D0.B5.D0.B7.D1.83.D0.BB.D1.8C.D1.82.D0.B0.D1.82.D1.8B.2C_.D0.BF.D1.80.D0.B5.D0.B4.D1.81.D1.82.D0.B0.D0.B2.D0.BB.D0.B5.D0.BD.D0.BD.D1.8B.D0.B5_.D0.B2_.D0.BC.D0.B0.D0.B3.D0.B8.D1.81.D1.82.D0.B5.D1.80.D1.81.D0.BA.D0.BE.D0.B9_.D1.80.D0.B0.D0.B1.D0.BE.D1.82.D0.B5_.D0.90.D1.81.D0.BE.D0.BD.D0.BE.D0.B2.D0.B0 Свойства "Абердинского" материала] =
 
= DEM-модель для гранулированных композитов =
 
= DEM-модель для гранулированных композитов =
 
== О моделируемом материале ==
 
== О моделируемом материале ==

Версия 09:03, 26 июня 2012

Фотография исследуемого керамико-полимерного композита

Проект посвящен:

  1. исследованию свойств модельного материала, использованного в Абердинском проекте
  2. созданию DEM(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".

Свойства "Абердинского" материала

DEM-модель для гранулированных композитов

О моделируемом материале

Снимок композита, сделанный электронным микроскопом представлен справа. Композит на 60-65% состоит из примерно-сферических керамических частиц (TiO2) 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 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"[1], лишь немногие широко известные модели способны описать все возможные виды деформации связи:

  1. Модель, предлагаемая в самой статье [1]
  2. Bonded-Particle Model предложенная Potyondy D.O. и Cundall P.A. [2]

Недостатки существующих моделей

Bonded-Particle Model обладает многочисленными недостатками в первую очередь связанными с физичностью модели. Модель, предложенная в [1], не предлагает выражения для вычисления потенциальной энергии связи (также за кадром остается консервативность сил и моментов, представленных в статье). Таким образом модель из [1] не гарантирует консервативность моделируемой системы.

Предлагаемое решение

Использовать V-model предложенную 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.

Ссылки

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 Wang Y. A new algorithm to model the dynamics of 3-D bonded rigid bodies with rotations // Acta Geotechnica, 4, (2009), pp. 117-127 pdf
  2. 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 pdf

См. также