ایجاد، بازتولید و بسته‌بندی احجام تصادفی به منظور استفاده از آن‌ها در تحلیل‌ مواد ناپیوسته به روش المان مجزا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند

چکیده

   امروزه با گسترش روزافزون نیاز به شبیه‌سازی مواد گرانول و نیز شبیه‌سازی دانه‌بندی مواد‌، ایجاد احجام و سطوح تصادفی اهمیت چشمگیری پیدا کرده است. از آنجایی که مواد ناپیوسته دارای ذراتی با شکل تصادفی هستند، به همین دلیل ایجاد احجام تصادفی و استفاده از آن‌ها به عنوان بلوک‌های مجزا در تحلیل‌های المان مجزا، می‌تواند کمک شایانی در نزدیک کردن نتایج تحلیل‌های عددی مواد ناپیوسته به نتایج تجربی، انجام دهد. در این مقاله یک روند مناسب برای ایجاد و آماده‌سازی ذرات دارای اشکال پیچیده، به منظور استفاده از آنها در تحلیل‌های مواد ناپیوسته به روش المان مجزا، ارائه می‌گردد. برای این منظور، ابتدا به ایجاد احجام و سطوح تصادفی با استفاده از دو ‌الگوریتم پیشنهادی جدید، پرداخته می‌شود. سپس برای اینکه احجام تصادفی ایجاد شده، در نرم‌افزارهای تحلیلی که از روش المان مجزا استفاده می‌کنند، قابل استفاده باشند، ‌الگوریتمی برای بازتولید آن‌ها از طریق مونتاژ کره‌ها بر روی یکدیگر ارائه می‌گردد. در نهایت، از آنجایی که ورودی اولیه در تحلیل مواد ناپیوسته، مجموعه‌ای بسته‌بندی شده از بلوک‌های مجزا می‌باشد، با ارائه‌ی یک الگوریتم بسته‌بندی جدید، به بسته‌بندی این بلوک‌های مجزا پرداخته می‌شود.کلیه‌ی الگوریتم‌های موجود در این مقاله، به صورت موفق پیاده‌سازی شده و نتایج آن­ها در محیط یک نرم‌افزار مدلسازی هندسی، به نمایش در‌آمده‌اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Generating, Reproducing and Packaging of Random Volumes for Discrete Element Analysis of Discontinuous Materials

نویسندگان [English]

  • S. A Sajjadi 1
  • Kh Khalili 2
1 MSc. Student of Mechanics, Dept. of Mechanics Engineering, Birjand University, Iran
2 Associate Professor, Dept. of Mechanics Engineering, Birjand University, Iran
چکیده [English]

Today, with the increasing need for simulation of granular materials and simulation of materials grading, creating random volumes and surfaces have become significantly important. Since discontinuous materials have particles with random shapes, thus, creating random volumes and using them as separate blocks in the analysis of discrete element can significantly help to adjust the numerical analysis results of discontinuous materials to the experimental results. In this paper, an appropriate process is offered to create and prepare particles with complex shapes in order to use them in the analysis of discontinuous materials by discrete element method. To this end, using two new proposed algorithms, random surfaces and volumes are created. Then, in order to use the produced random surfaces and volumes in the analytical software that uses discrete element method, an algorithm is offered to reproduce them through assembling the spheres on each other. Finally, since the initial input in the analysis of discontinuous materials is a packing set of discrete blocks by offering a new packaging algorithms, these discrete blocks are got packed. All algorithms were successfully implemented and the random volumes are generated and displayed in geometric modeling environment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Particle shapes
  • 3D model reproduction
  • Granular materials
  • Random shapes
  • Discrete Element Method