مدل جسم صلب-فنر با فرضیات سینماتیکی مبتنی بر روش اجزای محدود برای تحلیل ارتجاعی محیط های پیوسته

مدل های جسم صلب-فنر، گونه ای از مدل های مبتنی بر المان های مجزا می باشند که بیشتر با هدف شبیه سازی رفتار مواد شبه ترد توسعه یافته اند. در این مدل ها، محیط به مجموعه ای از المان های صلب مجزا افراز می گردد که به کمک فنرهایی به یکدیگر متصل شده اند. یکی از الزامات اصلی این مدل ها، توانایی شبیه سازی رفتار ارتجاعی درشت مقیاس و ریزمقیاس محیط پیوسته مطابق با مبانی تئوری ارتجاعی است. بر این اساس، روابط نیرو-جابجایی فنرهای تماس باید به گونه ای تعریف گردد که مدل حاصل قادر به اغنای این شرایط باشد. در مقاله حاضر، یک روش جدید برای فرمول بندی سینماتک مدل جسم صلب-فنر ارائه می شود. در این روش، هر سلول دارای دو درجه آزادی انتقالی واقع در هسته سلول می باشد و برای محاسبه بردارهای کرنش در نقاط تماس میان سلول ها از مقادیر تانسور کرنش المان های مثلثی مطابق با سینماتیک روش اجزای محدود بهره گرفته شده است. نتایج حاصل از این روش با مدل تیر-جسم صلب-فنر و همچنین نتایج تحلیلی مقایسه می گردد. در پایان، مزایا و محدودیت های این روش نسبت به روش تیر-جسم صلب-فنر مورد بحث قرار گرفته است.

کلیدواژه ها:

Rigid Body-Spring Model ، Elastic Behavior ، finite element method ، Discrete Element Method ، مدل جسم صلب-فنر ، رفتار ارتجاعی ، روش اجزای محدود ، شبیه سازی عددی ، روش اجزای مجرا