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【24h】

Implicit frictional-contact model for soft particle systems

机译：软粒子系统的隐式摩擦接触模型

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摘要

We introduce a novel numerical approach for the simulation of soft particles interacting via frictional contacts. This approach is based on an implicit formulation of the Material Point Method, allowing for large particle deformations, combined with the Contact Dynamics method for the treatment of unilateral frictional contacts between particles. This approach is both precise due to the treatment of contacts with no regularization and artificial damping parameters, and robust due to implicit time integration of both bulk degrees of freedom and relative contact velocities at the nodes representing the contact points. By construction, our algorithm is capable of handling arbitrary particle shapes and deformations. We illustrate this approach by two simple 2D examples: a Hertz contact and a rolling particle on an inclined plane. We also investigate the compaction of a packing of circular particles up to a solid fraction well above the jamming limit of hard particles. We find that, for the same level of deformation, the solid fraction in a packing of frictional particles is above that of a packing of frictionless particles as a result of larger particle shape change.
机译：我们介绍了一种新颖的数值方法，用于模拟通过摩擦接触相互作用的软颗粒。该方法基于“材料点方法”的隐式公式化，该方法允许较大的粒子变形，并与“接触动力学”方法相结合，用于处理粒子之间的单侧摩擦接触。该方法既由于没有正则化和人工阻尼参数的接触处理而非常精确，又由于在代表接触点的节点处的体积自由度和相对接触速度的隐式时间积分而导致的鲁棒性。通过构造，我们的算法能够处理任意粒子形状和变形。我们通过两个简单的2D示例来说明这种方法：赫兹接触和倾斜平面上的滚动粒子。我们还研究了圆形颗粒堆积的压实度，其固含量远高于硬颗粒的堵塞极限。我们发现，在相同的变形水平下，由于较大的颗粒形状变化，摩擦颗粒填充物中的固体分数高于无摩擦颗粒填充的固体分数。

著录项

  • 来源
  • 作者

    Saeid Nezamabadi; Farhang Radjai; Julien Averseng; Jean-Yves Delenne;

  • 作者单位

    LMGC, UMR 5508 CNRS - Universite de Montpellier, 163 rue Auguste Broussonnet, 34090 Montpellier, France,IATE, UMR1208 INRA - CIRAD - Universite de Montpellier - SupAgro, 34060 Montpellier, France;

    LMGC, UMR 5508 CNRS - Universite de Montpellier, 163 rue Auguste Broussonnet, 34090 Montpellier, France,〈 MSE 〉~2, UMI 3466 CNRS-MIT, CEE, Massachusetts Institute of Technology, 77 Massachusetts Avenue, Cambridge 02139, USA;

    LMGC, UMR 5508 CNRS - Universite de Montpellier, 163 rue Auguste Broussonnet, 34090 Montpellier, France;

    IATE, UMR1208 INRA - CIRAD - Universite de Montpellier - SupAgro, 34060 Montpellier, France;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    Material point method; Contact dynamics; Granular materials; Soft-particle systems;

    机译：实质点法;接触动力学;粒状材料;软颗粒系统;

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