Modelling of elasticity properties of solids by the discrete element method

• Main Author: Maknickas, Algirdas
• Other Authors: Kačianauskas, Rimantas
• Format: Doctoral Thesis
• Language: English
• Published: Lithuanian Academic Libraries Network (LABT) 2009
• Subjects: Mechanical Engineering; Solids; Elasticity modulus; Discrete element method; Kietas kūnas; Tamprumo modulis; Diskrečiųjų elementų metodas
• Online Access: http://vddb.library.lt/fedora/get/LT-eLABa-0001:E.02~2009~D_20090713_142127-91304/DS.005.1.01.ETD

Development of numerical methods and computation environments opened the possibility of new, more sophisticated mechanical objects modelling. In this context it is natural desire of the researchers to describe macroscopic mechanical characteristics of the materials by their microstructure, which can be adapted for simulation of the existing and future materials. For this purpose researchers are using intensively experimental and numerical methods for the development of which the highest priority is given. Numerical experiments are used because they are cheaper and allow the interpretation of already known results of experiments and provide information to new investigations. One of the methods used for modelling of macroscopic properties modelling is based on microscopic properties of material is discrete element method (DEM). The DEM traditionally was applied for the granular materials. The basic idea of DEM is that any physical structure could be described as a system of moving particles. This idea could be also applied to the description of solid deformable body. Particles forming solid body and existing interaction between them are of different nature than the granular materials because their models are often the result of physical and mathematical abstraction. The modelling of solid deformable body with the discrete elements is just at the initial stage and the unified approach to discrete elements models doesn’t exist. There are several versions of models, based on... [to full text] === Tobulėjant skaitiniams metodams ir kompiuterinei technikai atsivėrė galimybė naujų, sudėtingesnių mechaninių objektų modeliavimui. Turėdami naujus sudėtingesnių objektų modelius tyrėjai gali pritaikyti aprašytas ir sumodeliuotas šių objektų savybes su mikro struktūros ypatumais esamų ar busimų savybių nustatymui bei naujų medžiagų kūrimui. Tam intensyviai naudojami kaip eksperimentiniai taip ir skaitiniai metodai, kurių tobulinimui šiuo metu yra skiriamas labai didelis dėmesys. Skaitinis eksperimentas, kaip medžiagos tyrimo būdas pasitelkiamas dar ir todėl kad yra pigesnis ir leidžia interpretuoti jau žinomus eksperimentų rezultatus, o taip suteikia žinių naujiems tyrimams. Vienas iš metodų, kuris modeliuoja makroskopines medžiagų savybes remdamasis medžiagos mikro savybėmis yra diskrečiųjų elementų metodas (DEM). DEM metodas remiasi idėja, kad bet kokia fizikinė struktūra gali būti aprašyta kaip judančių dalelių sistema. Ši idėja pradėta taikyti ir vientisam deformuojamam kūnui aprašyti. Skirtingai nuo biriųjų medžiagų, vientiso kūno dalelės ir tarp jų egzistuojančios sąveikos yra kitokios prigimties, o jų modeliai yra fizikinės ir matematinės abstrakcijos rezultatas. Vientiso deformuojamo kūno modeliavimas diskrečiais elementais yra tik pradinėje stadijoje, o vientiso požiūrio į diskrečių elementų modelius dar nėra. Yra kelios hipotetinės versijos, grindžiamos skirtingais požiūriais. Taikant DEM kūnui, pirmas žingsnis būtu tampriųjų savybių modeliavimas. Tai yra... [toliau žr. visą tekstą]