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创立合成固体；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,这些算法尚未象根本命令设置一样经过严格测试.Augmented FishTank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,需要改变一些限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,但是不能保证不同输入参数得到稳定性

2、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限制 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Augmented FishTank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 Augmented FishTank可设置环境变量itascaFi

3、shTank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AugmentedFishTank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局部调用之.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量指定新路径来指定完全路径组织约定：The Augmented FishTank 分为三类：FishP

4、FC: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说明环境；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,但表现同样材料反响.(这个是由统计分布从不同堆积和强度分布)(within thestatistical scatter arisi

5、ng 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限制接触粘结材料、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

6、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：AB半径：的-,长度：L 2% RA RB 2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 ；1t(2%3 (PFC2D)I)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 拳切向刚度：ks等其中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,接触刚度k按如下公式计算,假设两接触球体刚 度k网和kA以并联方式计算:I kAk闻kkT其中s, n当两个颗粒kn和ks相等那么.通过公式转化得：kn = ks

7、= 2Ect (2D)/kn = ks 2Ec2R (3D)上式说明：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)kn/ks强度;法向应力：二接触粘结法向强度:2%(2D)4%(3D)接触粘结切向强度:2F%(2D)4F%(3D)从上式可知2D中接触粘结强度与半径成反比,

8、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林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平行粘结有五个参数得到: 法向和切向刚度 knks (property pb_kn = kn pb_ks kS法向和切向强度 -c _ (property pb_nstr =,pb_sstr =c) 粘结半径 R (property pb_radius = 一) R -min( rA,

9、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2/U,(PF3)A =-个l万内,(PFC明1 _ 1 f t(2R) (PFC吟一 12 1 3 万&匕(PF.)变形属性W k &K -=A L? = = %A AL3赳瓦Lg(比6 ：、讪那么3/4, (PFC)强度平行粘结法向强度和切向强度-crc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,那么平行粘结刚度减小.这样可通过减小粘结半径模 拟减少粘结在在两粘结球中间粘结材料的效果.参数：一,Ec*n/ks,Ec,kn/ks,二二平行粘结整体模量：颗粒重叠EcEc ,粘结

10、破坏Ec可以定义模量破坏指数:=Ec Ec + Ec可估计变形微观参数和全体颗粒集合的宏观模量.其中,一是粒间接触和平行粘结微观模量对宏观模量所占比例.E是宏观模量.这些比例用于指定粒子系统中大局部颗粒存在两个及以上 接触抑制接触粘结颗粒对滚动.只指定接触粘结,测量模量得到.同样,只指定平行粘结,测量模量得到 一.无粘结材料行为无粘结材料强度由颗粒大小分布,材料孔隙率,和颗粒摩擦系数限制.颗粒内摩擦角和材料内摩擦角无明显关系. 然而指定粒子集合可通过一些列合成材料的三轴试验建立关系无粘结材料微观参数：n, Ec,kn/ks,样本起源程序.Genesis specimen样本起源程序包括限制,定

11、义材料.材料强度右高斯正态分布,注意对于粘结结合样本,不能指定孔隙率,由于在样本起源程序中最 初阶段孔隙率自动指定.而如果要增加孔隙率,可删除程序生成样本 中粒子.而对于无粘结材料,可指定孔隙率限制样本起源程序的参数：Table 3 Jhintmeicrs that conti rhe specbitett erresis proccdtueparameurdescripiionFISH namehunple height inet3.ylenwsample width met3_xlendsample depth in |et3_zlentnbtminimum ball radius m|e

12、t3,rloR匣世J R“山1ball size ratio, uniform distribution et3.radius.ratioflwall nnrma tifFncss mnlTiplier md wEcfacUolockcd-cn isnlropic rcs Patm req iscstrNfmi ci. number of cdniacts ti be a nan-fleaicrr ttf/Nremaining floaters ratio flt.remain定义接触粘结材料参数Table 3.2Jicroparameteis that define a coiuuet-bo

13、nded materialparameterdescriptionFISH namePball densii)md. dens*ball-ball contact modulus Pamd Ecfct/hball stitVness ratin 1md knoverksball frier沁ri coefficient md friccb-sn jnean% (mean)cre (sid. dev) r(. (mean) rc (std. dev.)coniaci-boiid normal strcngih. mean Pa coniaci*bcii normal strcngih.dev.

14、Pa contact-bond shear strength, mean Pa conTact-boiwi slicar strcngrlh std. dev. Pacb_sn_sdevcb ss mean定义平行粘结材料参数labfe J. 1-/icr up a rn in eters that define a pfirallel-bturdeif maierrtilpdnirrieterdescriptionFISH namePball densitymd-diens%bull-ball conlact mu du Ills PamdEch f ball sufliiess rado

15、:mdJcnoverks,ApLiTLille-bund radium muliiplier:pb_radmul t,piirLilel-bojid niudulu Pipb.EcparalebborL(J liftness raiio :pb-knoverks出bMl fnctin coetHcient (md_frienc uneaii)pEirhilltl-bund normal strength, mean Papb_sn_meandc i*td. dev.)parallel-bond normal strength, stck dev. Pa-pb_n_sdevt . f :nean Jparallul-Turid s:iearin ean Peipb_ss _meanrf. tstd. dev.)parul lei-bond shear strength, $ul dev. Papb_ s s _ sdev定义无粘结材料参数Ta