Uproszczony model pękania ziaren kruszywa do zastosowania w symulacjach DEM

W ramach prowadzonych badań nad optymalizacją procesu zagęszczania kruszyw, zaproponowaliśmy nowy algorytm pękania sztywnie powiązanych zbiorów cząstek sferycznych (ang. clump) do zastosowania w symulacjach DEM (Distinct Element Method). Opis algorytmu wraz z przykładami opublikowano w renomowanym czasopiśmie Tribology International (200 pkt. wg listy Ministerstwa, IF 5.62).
Tego typu sztywne zbiory stosowane są w celu realistycznego modelowania złożonych kształtów cząstek (np. ziarna kruszywa). W artykule zwracamy uwagę na pewne kwestie związane z modelowaniem pękania i ścierania cząstek modelowanych sztywnymi zbiorami (np. brak interakcji między elementami, teoretyczna masa elementów większa niż masa zbioru). Zaproponowano poprawkę do tensora naprężenia Love-Webera, która pozwala oszacowanie naprężenia w części obejmującej pojedynczy element zbioru. Przedstawiliśmy również algorytm dzielenia, który zachowuje masę w układzie bez wprowadzania nadmiernej energii potencjalnej pochodzącej z nakładania się cząstek. Algorytm został zaimplementowany w oprogramowaniu Yade i jest dostępny bezpłatnie.

Etapy tworzenia bryły w programie Yade (a)-(b) i podziału według zaproponowanego algorytmu (c)-(e).

Z całym artykułem można się zapoznać pod tym adresem: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.107661
Poniżej animacje z przykładowych symulacji:

Badania były finansowane ze środków Politechniki Warszawskiej w ramach Programu Inicjatywa Doskonałości – Uczelnia Badawcza (IDUB)