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文檔簡介
1、顆粒材料是指一種由顆粒系統(tǒng)組成的材料,它的獨(dú)特力學(xué)性質(zhì)都是由它的微觀離散性的特點決定的。微觀力學(xué)方法認(rèn)為準(zhǔn)確地描述顆粒之間的接觸的性質(zhì)和整體的排布就可以準(zhǔn)確地描述材料的力學(xué)行為,于是這種從顆粒材料的微觀離散性的本質(zhì)特點出發(fā)的描述方法被認(rèn)為更可靠。本文以微觀力學(xué)為基礎(chǔ),從已經(jīng)建立的顆粒材料宏觀量和微觀量的離散關(guān)系出發(fā),提出了一些表征微觀量分布函數(shù)的狀態(tài)張量,建立了宏觀量與狀態(tài)張量之間的關(guān)系以及微觀狀態(tài)張量之間的關(guān)系,并以這些狀態(tài)張量和宏觀
2、、微觀關(guān)系為基礎(chǔ),研究顆粒材料的力學(xué)性質(zhì)。主要研究成果為:
(1)顆粒材料的宏觀量與微觀量的統(tǒng)計分布函數(shù)有關(guān),即顆粒材料的宏觀性質(zhì)不是由某一微觀點處特定的微觀量決定,而是由顆粒材料內(nèi)所有微觀點的微觀量表現(xiàn)出來的統(tǒng)計分布決定的,并在一些研究者給出和推導(dǎo)的宏觀量和微觀量的離散關(guān)系的基礎(chǔ)上,建立了應(yīng)力、應(yīng)變與微觀量的積分關(guān)系。
(2)使用拉普拉斯協(xié)調(diào)函數(shù)級數(shù)的概念得到了一種計算微觀量分布函數(shù)的方法,并使用DEM(離散元)模
3、擬的方法證實了只用級數(shù)展開的低階項就能很好地估計微觀量的分布函數(shù)。于是只要狀態(tài)張量一個參數(shù)就能確定微觀量統(tǒng)計分布函數(shù),而且這一狀態(tài)張量具有明確的物理意義。
(3)由宏觀量與微觀量分布函數(shù)的積分關(guān)系和微觀分布函數(shù)的以狀態(tài)張量為參數(shù)的方程得到了宏觀量與狀態(tài)張量之間的關(guān)系,并使用DEM模擬的方法證實了宏觀應(yīng)力與單位體積接觸數(shù)、接觸張量、接觸力張量和指向張量等狀態(tài)張量的關(guān)系。
(4)以單個接觸的接觸本構(gòu)為基礎(chǔ),推導(dǎo)由狀態(tài)張量
4、表示的接觸本構(gòu),也就是接觸力張量和相對位移張量的關(guān)系。結(jié)果表明,由相對位移張量確定接觸力張量還需要知道材料的滑動概率,而由接觸力張量確定相對位移張量還需要確定平均滑動位移差。
(5)給出一種微觀的以狀態(tài)張量表示顆粒材料的微觀量的描述顆粒材料力學(xué)行為的方法。這一方法將微觀狀態(tài)量分為三類,第一類是單位體積的接觸數(shù),表征了顆粒材料的密實程度;第二類為接觸力張量和相對位移張量,這兩個張量分別是宏觀應(yīng)力和應(yīng)變的微觀對應(yīng)量;第三類為接觸張
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