非均匀颗粒材料的类固-液相变行为及本构方程

摘要

以非均匀颗粒介质为研究对象,采用三维离散元方法对其在不同密集度和剪切速率下的动力过程进行了数值模拟,分析了其在由瞬时接触的快速流动向持续接触的准静态流动的转变过程及其行为特点.通过对不同材料性质下相变过渡区内颗粒材料的宏观应力、接触时间数、配位数、团聚颗粒数量、有效摩擦系数等参量的计算,更加全面地描述了非均匀颗粒材料在类固-液相变过程中的基本特征.基于以上数值计算结果,建立了一个适用于颗粒材料类固态、类液态以及其相变过程的本构方程,并通过剪切室实验结果验证了它的合理性.