EDEM材料标定

2014年11月25日以专业产品助力工程研发，以真诚服务提升创新能力！离散元相关问题探讨邓义求Hi-Key材料参数如何确定工业级问题模拟接触问题的复杂性复杂颗粒的影响等等。。。EDEM离散元仿真常见困难Hi-Key•材料参数标定EDEMHi-Key•EDEM中需要的物性参数大致包括三类：本征参数基本接触参数接触模型参数EDEM物性参数Hi-Key泊松比、剪切模量和密度这类参数是材料自身的特性参数，较为固定，通常从文献和手册中能查到EDEM本征参数Hi-Key碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数。EDEM基本接触参数材质、形状、湿度等等对这一类参数影响较大，没有物性手册或数据库供查阅，通常需要采用实验测定或“虚拟实验”标定Hi-Key某些特殊接触模型需要额外的模型参数，如JKR模型的能量密度，Bonding模型的临界应力等等。EDEM接触模型参数这类参数由于是模型化的，很难与物料实际的特性直接换算，通常必须采用“虚拟实验”标定。Hi-Key参数标定的一般方法评估计算量确定粒径、形态和剪切模量选取待标定的变量大量参数值组合计算分析获取合理的参数值设计合适的虚拟实验Hi-Key自由下落实验自由下落实验测量颗粒与其他材料之间的恢复系数Hi-Key自由下落自由下落实验测量颗粒碰撞恢复系数Hi-Key滑板实验滑板实验测量颗粒与设备之间的摩擦系数Hi-Key坍塌实验摆臂坍塌实验测量颗粒与颗粒之间的摩擦系数Hi-Key坍塌实验坍塌实验测量颗粒与颗粒之间的摩擦系数Hi-Key堆积角实验调整摩擦系数所得到坍塌后的不同堆料轮廓Hi-Key堆积角实验堆积角实验测量颗粒与颗粒之间的摩擦系数Hi-Key•材料参数标定试验逐渐多样性系统性•是否能在各自的行业形成较成熟的数据库•能否找到合适的换算公式EDEM总结Hi-Key数据库………………用户模型所需材料参数Hi-Key•工业级问题简化探讨EDEMHi-Key•冯云田教授•ZienkiewiczCentreforComputationalEngineeringSwanseaUniversity,UK•Feng&Owen:Discreteelementmodellingoflargescaleparticlesystems:exactscalinglaws.ComputationalParticleMechanics,1(2):159-168,2014EDEM相似率的应用Hi-Key仿真尺度•尺度系数Sn=D/RD–设备的特征尺寸R–颗粒特征尺寸•尺度等级划分小型：Sn~100中型:Sn=100~1000大型:Sn~1000Hi-Key×20m6.25×10984×109EDEM工业级问题典型谷仓中谷物的数量级Hi-Key工业级问题颗粒数量过多计算域过大物理时间较长仿真时间无法忍受或直接不能计算。怎么解决？Hi-Key缩放比例实际问题缩放后模型Hi-Key颗粒“应变”和“应力”特征长度、面积和体积分别为：232;;LRALVL颗粒“应变”颗粒“应力”颗粒“能量密度”=u/Ln=F/A0=/VednnF=F(u,R)=(u,R)Hi-Key•独立量EDEM量纲分析•推导量Hi-Key尺度不变性•推导量Hi-Key尺度不变性维度：12;;dnLRALVLA2,3dn尺度不变性：(,R)()Hi-Key验证参数敏感性带式输送机物料冲击面试验，V=3m/s，m=41tphHi-Key倍的时候，会产生明显偏差3.颗粒尺寸增加25%以后，相应减少颗粒数量，实验数据和仿真结果较接近Hi-Key•相似率给我们提供了一个简化问题的方向•不同的研究对象和目标，不同的简化方法•平衡精度与计算能力来实现我们的目标EDEM总结Hi-Key