颗粒物性参数标定PPT

堆积形态线
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How - 虚拟实验
滑板实验
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How - 虚拟实验
滑板实验
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How - 虚拟实验
撞击力测试
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How - 虚拟实验
压力实验
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How - 虚拟实验
选择实验的标准 切合目的 因地制宜 简单易行
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How - 计算量
颗粒形态
非球形
2~4球面
颗粒粒径
设备细节
比关键尺寸 小一个量级
本征参数 - 粒径、剪切模量 - 制约着计算速度 接触参数 - 物体的性质 - 而不是物质的性质
参数很重要 但我们不知道
接触模型参数 - 数学化的变量 - 而不是现实的变量 没有数据库 没有关系式 没有换算法
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Why - 理论与现实的差距
在合适时间内
完成计算
用现实判定参
数合理性
我们的
目标是
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Why - 理论与现实的差距
27次 OK~
3因素
3水平
5因素
5水平
3125次 Maybe~ 823543次
It’s impossible!
7因素
7水平
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How - 组合计算
EDEM集群 计算服务
正交实验法
Isight 优化算法
因素敏感性 分析
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Example - 安息角
实测安息角
40° ± 2.0°
待标定变量
颗粒-颗粒静摩擦系数 • 0.3，0.6 颗粒-颗粒滚动摩擦系数 • 0.06，0.12 JKR表面能 • 10J/m2，15J/m2，20J/m2
非 绝 对 标 准
仅 供 参 考
剪切模量
1×107Pa
评估计算量
实验尺度 1~4小时
中试尺度 数天
工业设备 2~3周
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How - 计算量
Particle Details Radius (m) Density (Kg/m^3) Poisson's Ratio Shear Modulus Time Details Rayleigh Time Step Percentage of Rayleigh Time Step Used Time step used (s) 0.00332964 2000 0.3 1.00E+06
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Example - 岩石破碎
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Example - 岩石破碎
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1 1.32E+05
2.64E+04 7.33 0.31
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How - 待标定变量
碰撞恢复系数 颗粒-颗粒 接触参数 颗粒-结构 滚动摩擦系数 法/切向模量 Bonding模型 模型参数 JKR模型 法/切向极限应力 粘结半径 表面能 静摩擦系数
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How - 组合计算
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How - 组合计算
Material Calibration
材料物性参数标定
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Why - 理论与现实的差距
- 泊松比、剪切模量、真实密度
理 论 现 实
- 碰撞恢复系数、静摩擦/滚动摩擦系数
- JKR表面能、Bond法/切向模量
- 泊松比、剪切模量、堆积密度 - 堆积角、撞击力、压力-位移曲线
- 含水量、湿度、硬度
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Why - 理论与现实的差距
Angle of Repose (deg) 20.13 29.77 -----32.12 38.67 31.84 -----27.75 ------27.42 -----------------
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Example - 混凝土泵
实测活塞平均压强
0.05MPa
待标定参数
颗粒-颗粒静摩擦系数 • 0.35, 0.4, 0.45 颗粒-颗粒滚动摩擦系数
5.05E-04
30.00% 1.52E-04
Estimate of Time per iteration per particle (microseconds) Number of time steps Simulation Details Total Time (s) Total Time (hours) Total Time (days)
在合适时间内完成计算 用现实判定参数合理性
放大粒径
堆积安息角
非球形颗粒
碰撞测试
降低剪切模量
压力试验
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How - 一般的流程
设计合适的虚 拟实验
评估计算量确 定粒径、形态 和剪切模量
分析获取合 理的参数值
选取待标定 的变量
大量参数值 组合计算
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How - 虚拟实验
堆积安息角
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How - 虚拟实验
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Example - 安息角
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Example - 安息角
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Example - 安息角
Simulation Standard Values 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
JKR Energy (J/m2) 0 10 10 10 10 15 15 15 15 20 20 20 20
Coefficient of Static Friction 0.5 0.3 0.3 0.6 0.6 0.3 0.3 0.6 0.6 0.3 0.3 0.6 0.6
Coefficient of Rolling Friction 0.01 0.06 0.12 0.06 0.12 0.06 0.12 0.06 0.12 0.06 0.12 0.06 0.12
• 0.1, 0.15, 0.2
颗粒-结构静摩擦系数
• 0.004, 0.005, 0.006
JKR表面能
• 10J/m2, 15J/m2, 20J/m2
正交实验方案
4因素3水平表 81次 → 9次
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Example - 混凝土泵
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Example - 混凝土泵
JKR表面能 影响很小
颗粒-结构 静摩擦系数 影响最大