Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Wpracytejprzedstawionoprzykładanalizykomputerowowygenerowanejpróbki
materiałuskładającegosięzcząstekoróżnejwielkości,połączonychwiązaniami.Wczasie
eksperymentukomputerowegopróbkabyłaściskana,dowystąpieniapęknięcia.Wten
sposóbmożliwebyłowyliczeniewieluinteresującychparametrówmikroskopowych
imakroskopowych.Naprzykład,dziękiznajomościsiłyprzyłożonejdopróbki,wykonana
zostałaanalizanaprężeńwystępującychwmateriale,wyliczeniemodułuYoung’aoraz
wytrzymałościpróbkinaściskaniejednoosiowe.
2.TREŚĆWŁAŚCIWA
2.1METODYKASTOSOWANIASYMULACJIKOMPUTEROWYCHDOMODELOWANIA
MATERIAŁÓW
Symulacjekomputerowemateriałówwymagajązastosowaniajednejzdwóch
istniejącychmetodjednaznichzakładaciągłośćośrodka,drugajegodyskretnąstrukturę.
Przykładempierwszegopodejściajestopartanamechanicecontinuummetodaelementów
skończonychFEM.Wmetodzietejmateriałstanowiodkształcalny,ciągłyośrodeksprężysto
plastyczny.Przytakimpodejściuwzględneprzemieszczeniaiobrotycząstekniebrane
poduwagę,wzwiązkuzczymkoniecznejeststosowanieodpowiednichzależnościwcelu
odzwierciedleniaskomplikowanegostanuprzemieszczeniawewnątrzmateriału.Metodata
maswojeograniczenia,ponieważnieuwzględniadyskretnejnaturyośrodkówziarnistych,co
czyninieprzydatnąwwieludziedzinachzwiązanychzgeofizyką.Przykładamitakich
zjawisk,wktórychmetodaelementówskończonychsięniesprawdza,są:modelowanie
fragmentacji,separacji,czymieszaniamateriałów,jakrównieżsymulacjepękanialub
kruszeniaskał.Metodęelementówskończonychstosujesięnaogółdozagadnień
statycznychlubquasistatycznychwzakresiemałychodkształceń.Wprzypadku
występowaniadużychodkształceńlubdlazjawiskpowiązanychzprzepływemsubstancji,
symulacjamożestaćsięniestabilna,awefekciedaćbłędnewyniki[3].
AlternatywąjestmetodaelementówdyskretnychDEM,traktującaośrodekjakozbiór
cząstek,któremogązesobąoddziaływać.Wnajprostszymprzypadku,cząstkielementy
mogąbyćdyskami(dlasymulacjidwuwymiarowych)lubsferami(wprzypadkusymulacji
trójwymiarowych)[3].WsymulacjachDEMelementymogąsięprzemieszczać,obracać
iwchodzićzesobąwinterakcje.Możliwośćmodelowaniaprzemieszczeńiobrotów
wszystkichniezależnychelementówskładającychsięnasymulowanyobiektstwarza
możliwośćzastosowaniatejmetodydowszelakichzjawisk,wktórychwystępująprzepływy,
dużeodkształcenialubfragmentacjaobiektów.
2.2.1PODSTAWOWEZAŁOŻENIAMETODYELEMENTÓWDYSKRETNYCH
Algorytmmetodyelementówdyskretnychmożnapodzielićnadwiegłówneczęści:
pierwszą,związanąztworzeniemmodelukontaktówiobliczeniemsiłdziałającychna
elementyorazdrugą,wktórejwzględemkażdegoelementuużywanajestIIzasadadynamiki
Newtonawceluobliczeniazmianpołożeńiprędkościelementówwwynikudziałania
niezrównoważonychsił.Równaniaruchurozwiązywaneoddzielniedlakażdegoelementu,
wkażdymkrokuczasowym.Algorytmrozwiązywaniajestopartynajawnymschemacie
całkowaniarównańruchu[4].Dlazachowaniastabilnościnumerycznejsymulacjiniezbędne
jeststosowaniemałychkrokówczasowychabyelementynieprzemieściłysięnadmiernie
wjednostkowymprzedzialeczasowym.Toznaczy,żedobranawartośćkrokuczasowego
powinnabyćwystarczającamała,abyruchelementubyłnatylemały,żebymiałwpływ
jedynienabezpośrednieotoczenieelementu.
7