Diskrete-Elemente-Methode

Die Diskrete-Elemente-Methode (DEM) wird in der Regel dazu eingesetzt, um das Verhalten von granularen Medien bei Mischvorgängen, Lagerung und Entladung oder Transport auf Bändern vor-herzusagen. Dabei können die Wechselwirkungen der diskreten sphärischen Partikel mit sich selbst berücksichtigt werden sowie die Interaktion mit umgebenden starren oder deformierbaren Bauteilen. Reibwerte sowie Feder- und Dämpferkonstanten in normalen und tangentialen Richtung können dafür definiert werden. Weiterhin können feuchte Partikel mit Hilfe eines Kapillarkraftmodells approximiert und eine gewisse Rauheit der kugelförmigen Teilchen kann durch die Vorgabe einer Rollreibung erreicht werden.

Eine kontinuumsmechanische Beschreibung kann durch die Einführung von „bonds” zwischen den Partikeln erreicht werden. Das benötigte mechanische Verhalten der Partikel-Verbindungen wird dabei mit den Parametern aus einer Materialkarte von LS-DYNA automatisch berechnet. Durch die Definition einer Energiefreisetzungsrate beim Brechen der „bonds” kann die Bruchmechanik spröder Materialien untersucht werden.

Die Teilnehmer des Seminars erhalten eine Übersicht der benötigten Materialkarten, um eine erfolgreiche DEM-Simulation durchzuführen. Für ein besseres Verständnis der beteiligten Parameter, werden einfache Beispiele mit Partikel-Partikel sowie Partikel-Struktur-Wechselwirkungen vorgestellt. Weiterhin werden zugehörige Experimente erläutert, die zur involvierten Parameter-Bestimmung erforderlich sind.

Inhalte

• Einführung in granulare Medien
• Benötigte Keywords und deren Optionen
• Aufsetzen einer DEM-Simulation mit verformbaren/starren Begrenzungen
• Physikalische Bedeutung der Parameter und deren experimentelle Bestimmung
• Übungsbeispiele