Mô hình số quá trình nén một trục của hạt mềm được cấu thành từ tập hợp các hạt sơ cấp

https://doi.org/10.31130/ud-jst.2025.495E

Tóm tắt: 267 | PDF: 109

##plugins.themes.academic_pro.article.main##

Author

  • Nguyen Thanh Hai
    The University of Danang - University of Science and Technology, Vietnam

Từ khóa:

Phương pháp phần tử rời rạc
hạt biến dạng
biến dạng lớn
lực dính kết

Tóm tắt

Vật liệu biến dạng hiện nay được áp dụng và sử dụng phổ biến trong lĩnh vực xây dựng như là: cao su, đất sét hay là bê tông, trong đó các vật liệu này có khả năng biến dạng lớn. Trong bài báo này, sử dụng phương pháp phần tử rời rạc để mô phỏng quá trình biến dạng mà không bị phá hủy của mẫu vật liệu bằng phương pháp nén một trục theo chiều đứng. Mẫu vật liệu này được xây dựng trên tập hợp các phần tử nhỏ, được liên kết với nhau bằng lực dính kết. Kết quả cho thấy, các phần tử nhỏ di chuyển và sắp xếp các vị trí của nó trong mẫu vật liệu khi chịu nén. Biến dạng của mẫu hạt mềm là đàn hồi trong giai đoạn đầu khi biến dạng nhỏ, tiếp sau đó là biến dạng dẽo, mặt khác, ứng suất dọc trục là một hàm của biến dạng dọc trục tích lũy khi thực hiện tháo tải ra tại thời điểm mẫu bị biến dạng 10% và 30%.

Tài liệu tham khảo

    [1] Lu, K. Tung, S. Hung, J. Shiau, and K. Hwang, “Compression of deformable gel particles”, Powder Technol, vol. 116, no. 1, pp. 1–12, 2001.
    [2] V. Hecke, “Jamming of soft particles: Geometry, mechanics, scaling and isostaticity”, Journal of Physics Condensed Matter, vol. 22, no. 3, 2010, doi: 10.1088/0953-8984/22/3/033101.
    [3] T. Bonnecaze and M. Cloitre, “Micromechanics of soft particle glasses”, Advances in Polymer Science, vol. 236, no. July, pp. 117–161, 2010, doi: 10.1007/12-2010-90.
    [4] Lo Vu, S. Nezamabadi, and S. Mora, “Compaction of elastic granular materials: Inter-particles friction effects and plastic events”, Soft Matter, vol. 16, no. 3, pp. 679–687, 2020, doi: 10.1039/c9sm01947b.
    [5] T. Vo et al., “Mechanical strength of wet particle agglomerates”, Mech Res Commun, vol. 92, pp. 1–7, 2018, doi: 10.1016/j.mechrescom.2018.07.003.
    [6] Liu, “Deformation behaviour of soft particles”, J Phys D Appl Phys, vol. 39, pp. R189–R199, 2006, doi: 10.1088/0022-3727/39/11/R01.
    [7] Nezamabadi, F. Radjai, J. Averseng, and J. Y. Delenne, “Implicit frictional-contact model for soft particle systems”, J Mech Phys Solids, vol. 83, pp. 72–87, Oct. 2015, doi: 10.1016/j.jmps.2015.06.007.
    [8] Lepesant, C. Boher, Y. Berthier, and F. Re, “A phenomenological model of the third body particles circulation in a high temperature contact”, Wear, vol. 298–299, pp. 66–79, 2013.
    [9] L. Martin and D. Bouvard, “Study of the cold compaction of composite powders by the discrete element method”, Acta Mater, vol. 51, no. 2, pp. 373–386, 2003, doi: 10.1016/S1359-6454(02)00402-0.
    [10] Tatara, “On Compression of Rubber Elastic Sphere Over a Large Range of Displacements-Part 1: Theoretical Study”, J Eng Mater Technol, vol. 113, pp. 285–291, 1991.
    [11] Tatara, S. Shima, and J. C. Lucero, “On Compression of Rubber Elastic Sphere Over a Large Range of Displacements—Part 2: Comparison of Theory and Experiment”, J Eng Mater Technol, vol. 113, no. 3, pp. 292–295, Jul. 1991, doi: 10.1115/1.2903408.
    [12] Lin, D. Wang, W. Lu, Y. Lin, and K. Tung, “Compression and deformation of soft spherical particles”, Chem Eng Sci, vol. 63, pp. 195–203, 2008, doi: 10.1016/j.ces.2007.09.028.
    [13] T. Wan, V. Chan, and D. A. Dillard, “Constitutive equation for elastic indentation of a thin-walled bio-mimetic microcapsule by an atomic force microscope tip”, Colloids Surf B Biointerfaces, vol. 27, no. 3/2, pp. 241–248, 2002, doi: 10.1016/S0927-7765(02)00073-5.
    [14] Obermayr, K. Dressler, C. Vrettos, and P. Eberhard, “A bonded-particle model for cemented sand”, Comput Geotech, vol. 49, pp. 299–313, Apr. 2013, doi: 10.1016/j.compgeo.2012.09.001.
    [15] Dosta, C. Costa, and H. Al-Qureshi, “Numerical investigation of compaction of deformable particles with bonded-particle model.”
    [16] N. Israelachvili, Intermolecular and surface forces. Academic Press, London, 1993.
    [17] Ioannidou, R. J. M. Pellenq, and E. Del Gado, “Controlling local packing and growth in calcium-silicate-hydrate gels”, Soft Matter, vol. 10, no. 8, pp. 1121–1133, Feb. 2014, doi: 10.1039/c3sm52232f.
    [18] Radjai and V. Richefeu, “Mechanics of Materials Contact dynamics as a nonsmooth discrete element method”, Mechanics of Materials, vol. 41, no. 6, pp. 715–728, 2009, doi: 10.1016/j.mechmat.2009.01.028.
    [19] J. Moreau, Unilateral contact and dry friction in finite freedom dynamics, vol. 302. in International Centre for Mechanical Sciences, Courses and Lectures, vol. 302. Springer, Vienna, 1988.
    [20] Nezamabadi, T. H. Nguyen, J. Y. Delenne, and F. Radjai, “Modeling soft granular materials”, Granul Matter, vol. 19, no. 1, pp. 1–12, 2017, doi: 10.1007/s10035-016-0689-y.
    [21] E. Peyneau and J. N. Roux, “Frictionless bead packs have macroscopic friction, but no dilatancy”, Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys, vol. 78, no. 1, pp. 1–17, 2008, doi: 10.1103/PhysRevE.78.011307.
    [22] He, Y. Han, and G. Deng, “Deformability of polydisperse granular materials: The effect of size span and shape of grain size distribution”, in IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, IOP Publishing Ltd, Oct. 2021. doi: 10.1088/1755-1315/861/3/032051.
    [23] O. Polanía, M. Cabrera, M. Renouf, E. Azéma, and N. Estrada, “Grain size distribution does not affect the residual shear strength of granular materials: An experimental proof”, Phys Rev E, vol. 107, no. 5, May 2023, doi: 10.1103/PhysRevE.107.L052901.
Xem thêm

##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##

Đã Xuất bản

Jan 31, 2025
Download
PDF (English)
Cách trích dẫn
Hai, N. T. “Mô hình số Quá trình nén một trục của hạt mềm được cấu thành từ tập hợp các hạt Sơ cấp”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 23, số p.h 1, Tháng Giêng 2025, tr 48-52, doi:10.31130/ud-jst.2025.495E.

##plugins.themes.academic_pro.article.details##