球形颗粒系统的连续介质力学模型及数值模拟

摘要

颗粒介质在工程实践中具有十分广泛的应用，其在机械载荷作用下的非线性力学特征是工程设计及可靠性评估中十分重要的问题。为了避免在工程应用中对于大规模颗粒系统进行离散化模拟所造成的较高计算成本，本文从连续介质力学角度出发，将颗粒介质作为均质连续体，利用岩土力学中的Drucker-Prager-Cap模型，研究其在加载和卸载过程中分别表现出的非线性力学特性。结合球形颗粒介质力学实验观测结果确定相应的模型参数，并利用ABAQUS验证了表征颗粒介质力学特性的模型正确性。对含有颗粒介质的工程结构进行了有限元数值分析，为工程结构的优化和稳定性设计提供理论依据。