考虑几何形态与颗粒破碎的道砟离散元建模

摘要

该文章提出并实例展示了一种构建复杂形态道砟颗粒离散元模型的黏结颗粒方法,该方法借助三维扫描仪获取道砟颗粒的真实几何形态,运用逆向工程软件提取道砟几何边界,采用球形单元随机填充道砟内部区域,并通过逐步调整单元球半径和接触数来降低模型中单元球之间的重叠量,最后采用黏接颗粒方法构建能够考虑几何形态与破碎的道砟颗粒离散元模型.算例分析表明:构建的道砟颗粒离散元模型在外形上逼近其真实几何形态,模型内部单元球排列密实,单元重叠量小;按照道砟颗粒真实质量标定模型中单元球的均匀密度后,离散元模型的惯性张量与其实际值接近.因此,该建模方法应用于铁路散粒体道床的细、宏观力学行为综合研究时,可望获得更为接近工程实际的模拟结果.