可用于塑性材料的离散单元滞回力矩滚动阻力模型

针对现有弹簧阻尼滚动阻力模型无法准确表达塑性材料形变的受力变化的问题,提出一种用于塑性颗粒材料的新型离散单元滚动阻力模型——滞回力矩滚动阻力模型.以粒子材料弹塑性形变理论为基础,将粒子滚动过程中离散单元的滚动接触摩擦力矩描述为滞回项和阻尼项,滞回项表示其接触中心点前后处于受力不平衡的塑性变形状态,阻尼项表示粒子表面的摩擦.通过沙堆试验对此离散单元滚动接触模型进行验证,实现了粒子接触中心点前后受力不平衡塑性变形状态的更高精度表达.从粒子接触微观过程而言,所提出的模型更符合材料塑性变形力学机理,能更好地应用于塑性颗粒材料的仿真研究.

基于颗粒流交互理论的水泥净浆流变分布算法

为缩短回转黏度仪中水泥净浆流场的仿真运算时间,提出一种基于理论流体力学的迭代算法.根据流场中心对称的性质,对流场进行径向分层;在层内流体连续、均匀的假设下,构建迭代算法,在层内运用雷诺-里符林公式计算每层的剪切速率,并通过颗粒流交互(PFI)理论进一步计算流场中水泥净浆的流变特性参数.迭代算法的仿真结果与有限差分方法仿真结果的平均误差为0.89%,与试验结果的平均误差为4.23%;迭代算法的仿真用时仅为2.55 s,与有限差分法(仿真用时为5 d)相比,运算效率大大提高.所提算法可用于回转黏度仪中水泥净浆流场的高效仿真,且可用于水泥净浆PFI参数的快速标定.