[This page is prepared in Chinese, and will be part of a book aiming at beginners of DEM.]
应力 (Stress)
基于连续性介质理论,材料的动量守恒方程可表示为(忽略体力及加速度项)
采用爱因斯坦求和约定,上式可写作
利用动量守恒方程可得等式
针对某个颗粒 p,其内部应力的积分可计算为
其中,c 表示该颗粒的所有接触、f_j 表示接触力、 x_k 表示接触位置。进而,利用颗粒在接触力作用下的静力平衡公式
可得
其中,x_k^p 为颗粒质心、b_k 为由接触点指向颗粒质心的向量(branch vector)。
针对代表单元体,其域内的平均应力可由其内部所有颗粒内部的应力积分,再除于代表单元体体积得到,表达为
其中,c 为代表单元体内的所有接触、d_k 表示颗粒质心相对位置矢量。
应变 (Strain)
假设单元变形梯度(deformation gradient)为 \boldsymbol{F},则变形后,颗粒 p(初始位置 \boldsymbol{X}^p)与 颗粒 q(初始位置 (\boldsymbol{X}^q)质心相对位置矢量 \boldsymbol{d} 可计算为
本构张量 (Constitutive tangent moduli)
参考文献
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R. I. Borja and J. R. Wren. Micromechanics of granular media Part I: Generation of overall constitutive equation for assemblies of circular disks. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 127(1-4):13–36, November 1995. doi:10.1016/0045-7825(95)00846-2. ↩
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K. Bagi. Stress and strain in granular assemblies. Mechanics of Materials, 22(3):165–177, March 1996. doi:10.1016/0167-6636(95)00044-5. ↩
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J. R. Wren and R. I. Borja. Micromechanics of granular media Part II: Overall tangential moduli and localization model for periodic assemblies of circular disks. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 141(3):221–246, February 1997. doi:10.1016/S0045-7825(96)01110-3. ↩
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