[發明專利]Burger模型的構建方法及其應用

有效

• 申請號: 202010075697.4
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111859604B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 王子寒;韓靜;肖成志;景曉昆;黃達
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01M5/00;G01N3/08;G01N3/24;G06F111/10
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 李蕊

1.一種Burger模型的構建方法，Burger模型用于對第一粗粒土顆粒和實體的長時間接觸進行模擬，實體為剛性墻或與第一粗粒土顆粒材性相同的第二粗粒土顆粒，其特征在于，Burger模型包括：

使摩擦系數取極值1.0；

將拉力開關設為1；

使Burger模型中Kelvin體模型的4個離散元非線性接觸流變模型參數無窮大；

使Burger模型中MAXWELL體模型的4個離散元非線性接觸流變模型參數為：

H體法向彈簧剛度K_n：

U_n0為MAXWELL體模型以法向的荷載施加方向荷載施加至目標荷載F_nn時刻的法向位移值，單位為mm；a、b均為第一粗粒土顆粒和實體間法向接觸法向力-法向位移關系曲線擬合后獲得公式的擬合常數；

N體法向粘滯系數C_n：

C_n＝K_n/[m1·(t+1)^m1-1] (3)

m1為第一粗粒土顆粒在荷載為F_nn的條件下以法向的荷載施加方向進行第一粗粒土顆粒和實體間長時間接觸實驗獲得位移-時間關系曲線擬合后公式中的常數，t為時間，單位為h；以法向的荷載施加方向進行第一粗粒土顆粒和實體間長時間接觸實驗的操作為：利用雙軸流變儀將1塊第一粗粒土顆粒和一塊實體在荷載為F_nn的條件下以法向的荷載施加方向進行長時間接觸，得到該第一粗粒土顆粒和實體接觸間的位移-時間關系曲線，對位移-時間關系曲線進行擬合，得到：

S₁＝S₀₁·(t+1)^m1 (3.1)

S₁為第一粗粒土顆粒的法向位移，單位為mm，t為時間，單位為h，S₀₁是荷載施加至目標荷載F_nn時刻第一粗粒土顆粒的法向位移值，單位為mm；m1為擬合常數；

H體切向彈簧剛度K_s：

U_s0為MAXWELL體模型以法向結合切向的荷載施加方向荷載施加至目標荷載時刻的切向位移值，單位為mm，MAXWELL體模型以法向結合切向荷載施加方向的法向的荷載為F_sn，單位為kN，MAXWELL體模型以法向結合切向荷載施加方向的切向的荷載為F_ss，單位為kN；d、e和f均為第一粗粒土顆粒在切向荷載為F_ss、法向荷載為F_sn的條件下第一粗粒土顆粒和實體間切向接觸切向力-切向位移關系曲線擬合后獲得公式的擬合常數；

N體切向粘滯系數C_s：

C_s＝F_ss/[U_s0·m2·(t+1)^m2-1] (5)

m2為第一粗粒土顆粒以法向結合切向的荷載施加方向進行第一粗粒土顆粒和實體間長時間接觸實驗獲得位移-時間關系曲線擬合后公式中的常數，其中，切向的荷載為F_ss、法向的荷載為F_sn；以法向結合切向的荷載施加方向進行第一粗粒土顆粒和實體間長時間接觸實驗的操作為：利用雙軸流變儀將1塊第一粗粒土顆粒和實體同時以法向和切向的荷載施加方向進行長時間接觸，得到該第一粗粒土顆粒和實體接觸間的位移-時間關系曲線，法向的荷載為F_sn，切向的荷載為F_ss；對位移-時間關系曲線進行擬合，得到：

S₂＝S₀₂·(t+1)^m2 (5.1)

S₂為第一粗粒土顆粒的切向位移，單位為mm，t為時間，單位為h，S₀₂是荷載施加至目標荷載時刻第一粗粒土顆粒的切向位移值，單位為mm；m2為擬合常數。

2.根據權利要求1所述的Burger模型的構建方法，其特征在于，第一粗粒土顆粒和實體間法向接觸法向力-法向位移關系曲線通過以法向的荷載施加方向的第一粗粒土顆粒和實體間短時間接觸實驗獲得。