میکرومکانیک مواد دانه‌ای ۲۰۱۳
Micromechanics of Granular Materials 2013

میکرومکانیک مواد دانه‌ای

تقریباً تمام مواد جامد از دانه‌ها تشکیل شده‌اند. با این حال، بیشتر مطالعات، مواد را به صورت یک جامد پیوسته در نظر می‌گیرند. این کتاب، تحلیل‌هایی را که بر روی مواد دانه‌ای سست به کار می‌رود، بر روی مواد دانه‌ای متراکم اعمال می‌کند. تمرکز اصلی این اثر بر روی بارگذاری‌های استاتیکی یا دینامیکی اعمال شده بر مواد متراکم است، اگرچه به طور مختصر به جریان‌های سریع و محیط‌های به طور گسترده پراکنده نیز اشاره شده است. سه حوزه اساسی در این کتاب پوشش داده شده‌اند:

تحلیل متغیرهای محلی: نیروهای تماسی، جابجایی‌ها و چرخش‌ها، جهت‌گیری ذرات در تماس و تانسورهای بافت، همگی نمونه‌هایی از متغیرهای محلی هستند. توزیع‌های آماری آن‌ها، مانند توزیع فضایی و موضعی‌سازی احتمالی، با در نظر گرفتن نتایج تجربی یا شبیه‌سازی‌های عددی، مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند.

روش‌های تغییر مقیاس: این روش‌ها که با عنوان “تکنیک‌های همگن‌سازی” نیز شناخته می‌شوند، امکان ساخت قوانین پیوسته را فراهم می‌کنند که در یک رویکرد مکانیک محیط پیوسته یا انجام تحلیل‌های مقیاس کوچکتر، قابل استفاده هستند.

مدل‌سازی عددی: چندین روش طراحی شده برای محاسبه حل‌های تقریبی معادلات دینامیکی همراه با قوانین تماس یک طرفه و اصطکاکی ارائه شده است، از جمله دینامیک مولکولی، روش المان مجزا و دینامیک تماس غیر هموار. مثال‌های عددی ارائه شده و کیفیت تقریب‌های عددی مورد بحث قرار می‌گیرد.

Micromechanics of Granular Materials

Nearly all solids are compised of grains. However most studies treat materials as a continious solid. The book applies analysis used on loose granular materials to dense grainular materials. This title’s main focus is devoted to static or dynamic loadings applied to dense materials, although rapid flows and widely dispersed media are also mentioned briefly. Three essential areas are covered: Local variable analysis: Contact forces, displacements and rotations, orientation of contacting particles and fabric tensors are all examples of local variables. Their statistical distributions, such as spatial distribution and possible localization, are analyzed, taking into account experimental results or numerical simulations. Change of scales procedures: Also known as “homogenization techniques”, these procedures make it possible to construct continuum laws to be used in a continuum mechanics approach or performing smaller scale analyses. Numerical modeling: Several methods designed to calculate approximate solutions of dynamical equations together with unilateral contact and frictional laws are presented, including molecular dynamics, the distinct element method and non-smooth contact dynamics. Numerical examples are given and the quality of numerical approximations is discussed.