PFC3D_手册中文_fishtank

1、AUGMENTED FISHTANK执行固体模型，需要特别支持算法扩展设置，固体以粒子集合代表， 粒子接触中设置粘结。 1）创建合成固体； 2）通过模拟实验室试验确定 其相关宏观参数； 3）固体内部施加指定应力或对固体施加应力边界； 4）监控和可视化固体内部破坏形式。时间和资源限制不允许用户将这个函数嵌入程序代码。 另外，这些算 法尚未象基本命令设置一样经过严格测试。Augme nted FishTa nk主要应用于如硬的水晶岩如花岗岩。当将算法应 用于不同参数系统，需要改变一些控制参数（如获得数字伺服机制） 获得稳定性质。许多算法（如在较小内置应力，获得密实压缩）包含 模拟高度非线型过程，但

2、是不能保证不同输入参数得到稳定性质。Augmented FishTank包含PFC建模环境集合和一些列 FISH支持函 数。PFC建模环境可以通过特别类型函数将拓展建模范围至在PFC2D和PFC3D。这些函数包含一系列FISH函数（*.fis ）和驱动函数（*.dvr ）。 通过在驱动函数中输入函数控制 FISH 函数，通常驱动文件定义 PFC 模型中特别例子。 通过将驱动文件作为模板， 这样可通过改变输入参 数来确定模型力学性能的效应。通常不能改变构成环境的 FISH 函数和驱动文件Augme nted FishTa nk是个完整的且内部首尾一致的单元，可以使用内部相关 FISH 函数。安装

3、 Augmented FishTank可设置环境变量itascaFishTank来指定当前 Augmented FishTank,在FISH 数据文件需在 FISH 函数设置变量。1）在桌面设置 PFC3D 快捷方式。2）修改可执行数据文件快捷方式目标文件，后跟着设置AugmentedFishTa nk路径的数据文件名和路径。 如果需要延伸环境设置来支持附加功能或将其赋予特定应用。 需要编 写自己 FISH 函数然后在已经存在环境设置一部分调用之。注意可将 任意用户编写支持特殊应用的新 FISH 函数分入自己目录汇总，然后 调用这些函数无需通过在 FisTEnv.DVR 文件中定义一个新环境变

4、量 （指定新路径）来指定完全路径组织约定：The Augmented FishTank 分为三类：FishPFC:包含PFC2D/3D均可用函数FishPFC2:包含PFC2D可用函数FishPFC:包含PFC3D可用函数命名约定：aaB:其中aa表明环境；B对应环境是2D/3D （无字符为 两者皆可）一系列例子驱动文件包含在驱动目录， 这些例子驱动文件演示如何使 用特定环境，并且可作为参数研究模板。标定试验过程合成材料对颗粒尺寸和堆积模式相关。 但是在指定模型参数时采用合 适尺度关系，颗粒尺寸影响可以消除。 Section 3.3 不管粗粒或细粒，通过这个关系可以指定单一 PFC 属性，但表

5、现同 样材料反应。(这个是由统计分布从不同堆积和强度分布) (within the statistical scatter arising from the dual heterogeneity of packing and strength distribution) 当然压密方式对材料性质影响，但影响较小。宏观属性与微观属性关系 用来标志PFC材料的属性可分为影响短期响应，和影响长期响应。 本节只描述微观参数控制接触粘结材料、平行粘结材料和无粘结材 料。接触粘结：5个参数平行粘结：8个参数无粘结：4个参数两接触实体通过通过球体球心的梁连接。 梁在其端点受到对应力和力 矩矢量作用，梁的特征参

6、数：1) 几何参数：长度，截面积，惯性力矩；2) 变形参数：杨氏模量，泊松比3) 强度参数：法向强度，和切向强度对于平行粘结，存在颗粒接触杨氏模量和平行粘结杨氏模量。两接触球体A和B中连接梁有如下表示：rA rB半径：R% 旦，长度：L 2% RA RB2接触粘结中，梁承受存拉力和剪力：梁截面积：a 2%(PFC2D)a(2%2(PFC3D)惯性力矩：I 丄t(2%3 (PFC2D)I 丄(2F%4(PFC3D)变形：变形不仅属于接触粘结也属于通用球球接触和球墙接触。法向应力和切向应力不耦合法向刚度：kn竽切向刚度：ks琴其中Ec为接触杨氏模量。不同于全体集合杨氏模量。对于线性接触模型，接触刚

7、度k按如下公式计算，假设两接触球体刚 度kA和kA以并联方式计算:( kAkBk其中 s, n当两个颗粒kn和ks相等则。通过公式转化得：kn = ks = 2Ect (2D)/kn 二 ks 2Ec2R (3D)上式表明：二维中，一个接触粘结模量与颗粒刚度成正比，而与颗粒 半径无关。三维中，一个接触粘结模量与颗粒刚度成正比，而与颗粒 半径成反比。在微观尺度上，弹性梁泊松比与颗粒刚度无关。然而颗粒集合宏观泊 松比可以根据任意排列颗粒集合得到，宏观泊松比与 kn/ks有关。这 会影响接触中法向和切向承受荷载比例。从而影响宏观破坏机制。完整意义上设置变形参数，通过指定，1)每个粒间接触杨氏模量；2

8、)kn/ks强度；法向应力： T/AV / A接触粘结法向强度：nnc 2Rt(2D) c 4!%(3D)接触粘结切向强度：nnc 2F%(2D)c 4F%(3D)从上式可知2D中接触粘结强度与半径成反比，3D中接触粘结强度 与半径平方成反比设置强度微观参数指定材料法向和切向强度平均值和标准差。同时也指定颗粒摩擦系数。微观参数指定：接触粘结：Ec, kn/ks卩c （平均值和标准差）c （平均值和标准差）平行粘结 与颗粒滑动和接触粘结本构模型平行作用，平行粘结可以传递力和力矩作用在粘结材料上的最大法向应力和切向应力为MR+邺A J平行粘结有五个参数得到: 法向和切向刚度 kn ks （prop

9、erty pb_kn = kn pb_ks kS法向和切向强度 _c - （property pb_nstr 二一c pb_sstr 二一c）粘结半径 R （property pb_radius = _） R min（ rA,rB）平行粘结宏观响应与承载力有关：梁的截面积和惯性力矩 几何属性r 2Rt,(尸尸3)5 忌(FFG1 |(PFC2D)3 亢卍、(PFC)12变形属性12/EcADEc g (PFC) 3问4, (PFC)强度 平行粘结法向强度和切向强度 微观参数指定: 除了变形和强度微观参数，平行粘结还通过粘结半径来指定其情况, 当粘结半径减小，则平行粘结刚度减小。这样可通过减小粘

10、结半径模 拟减少粘结在在两粘结球中间粘结材料的效果。参数：,Ec，kn /ks，Ec，kn / ks， c，_c平行粘结整体模量：颗粒重叠Ec Ec，粘结破坏Ec可以定义模量破坏指数:=E be a nan-fleaicrr flt_defttf/Nremaining floaters ratio flt.remain定义接触粘结材料参数Table 3.2 1 tcroparumetet 5 that define a coiuuet-bonded materialparameterdescriptionFISH namePball densii kg，mmd. dens&ball-ball

11、contact modulus Pamd Ec1 k、ball stitVness ratin 1mci knoverksMball fricTion coeffiizient_ md friccrr (mean)coniaci-boiid normal strcngih. mean |cb_sn_meanue (std. dev) contact-bond normal strength, sid. dev.Pa cbsnsdevtc (meancontact-bond shear strength, mean Pacb ss meanrt (std. dev) contacbbani sh

12、ear strengrlh std. dev, Pacb_ss_sdev定义平行粘结材料参数labfe- 3.3 .op a ra in eters that define u paralf ei-botrdeif materialparameterdescriptionFISH namePbull density kg/nrmd.dens&bull-ball conlact mu du Ins r?amdEc&n / R*bfill sufliiess rado :mdJcnoverksApartille-bund radium muliiplierpb_radmul ttd, dev. Papb_ss_sdev定义无粘结材料参数Table 3.4,Ukrt?prthat define an unbotitied