Compacting of particles for biaxial compression test by the discrete element method

Abstract

Numerical simulation of the compacting of particles for the biaxial compression test using the discrete element method is presented. Compacting is considered as the first independent step required for a proper simulation of the entire compression process. In terms of the continuum approach, compacting is regarded as generation of the initial conditions. Three different compacting scenarios with differently manipulated loading history on the boundaries, namely, compacting by using the moving rigid walls, by the static pressure using flexible membranes as well as combining the above two methods are considered. Discrete element methodology and basic relations, as well as formulation of the compacting problem and computational aspects of compacting are presented in detail. Each of the scenarios is illustrated by the numerical results. It has been found that the combined compacting scenario yields the required initial conditions exhibiting the best physically adjustable state of particles.

Dalelių tankinimas diskretinių elementų metodu dviašiam kompresijos bandymui atlikti

Santrauka. Šiame straipsnyje pateiktas skaitinis dalelių tankinimo modeliavimas diskretinių elementų metodu dviašiam kompresijos bandymui atlikti. Tankinimas nagrinėjamas kaip pirmasis nepriklausomas veiksmas, reikalingas, kad būtų galima atlikti viso kompresijos bandymo modeliavimą. Kontinuumo teorijos požiūriu sutankinimas yra pradinių sąlygų generavimas. Nagrinėjami trys skirtingi tankinimo pavyzdžiai keičiant apkrovą. Diskretinių elementų metodologija ir pagrindiniai sąryšiai, taip pat tankinimo problemos formulavimas ir skaičiavimo aspektai čia detaliai išdėstyti. Kiekvieną pavyzdį iliustruoja skaitiniai rezultatai. Tyrimo metu nustatyta, kad, naudojant mišrųjį tankinimą, gaunamos reikiamos pradinės sąlygos.

Raktiniai žodžiai: diskretinių elementų metodas, klampiai tampri granuliuotoji terpė, dviašis bandymas, dalelių tankinimas.

First Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : discrete element method, visco–elastic granular media, biaxial test, compacting of particles