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三维FEM/DEM中摩擦力的实施及验证
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:岩石力学与工程学报
  • 时间:2014.6.15
  • 页码:1248-1256
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉430071
  • 相关基金:国家自然科学青年基金资助项目(11202223);国家自然科学基金面上项目(11172313);国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB013505)
  • 相关项目:数值流形方法中的几个瓶颈问题
中文摘要:

块体问的相互碰撞、滑移均涉及到摩擦力的问题,但原有的三维有限元/离散元(FEM/DEM)并未考虑摩擦力的作用,为解决这一问题,首先论述三维FEM/DEM中基于势的接触力,指出势是对嵌入及接触所存储能量的表征,势越大表示嵌入量越大,接触所存储的能量越大。然后,在原有三维FEM/DEM中加入经典的库仑摩擦,使得原有三维FEM/DEM可以考虑摩擦力。最后,通过有解析解的斜面滑块算例和拱桥垮塌算例验证实施库仑摩擦的正确性,结果表明斜面滑块算例的数值解与解析解很好地吻合;而拱桥垮塌算例表明FEM/DEM可以解决复杂的工程问题。

英文摘要:

Collision and slide between blocks are related to friction, while the original three-dimensional combined finite-discrete element method(FEM/DEM) did not consider the effect of friction. The FEM/DEM based on the potential associated with contact force was therefore discussed in detail. The potential was found to characterize the stored energy due to embedding and contacts; namely, the greater the potential, the greater the embedding and the energy stored in the contact. The classic Coulomb friction was then taken into account in the original three-dimensional FEM/DEM. An example of slider-on-ramp having an analytical solution and an example of bridge collapsing were analysed, which verified the correctness of implementation of Coulomb friction. The results show that the numerical solution of the example of bevel slider is in good agreement with the analytical solution and the improved FEM/DEM is capable of solving complex engineering problems.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823