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Auteur Chang, Ching S.
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Affiner la rechercheEffect of Contact Force Models on Granular Flow Dynamics / Ji, Shunying in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°11 (Novembre 2006)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°11 (Novembre 2006) . - 1252-1259 p.
Titre : Effect of Contact Force Models on Granular Flow Dynamics Titre original : Effet des Modèles de Force de Contact sur la Dynamique Granulaire d'Ecoulement Type de document : texte imprimé Auteurs : Ji, Shunying, Auteur ; Chang, Ching S., Editeur scientifique ; Shen, Hayley H., Auteur Article en page(s) : 1252-1259 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Models Granular materials Solids flow Stress strain relations Modèles Matériaux granulaires Ecoulement solide Relations de contrainte tension Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : The contact force model consisting of a linear spring dashpot with a frictional glider has been widely adapted to simulate granular flows. Real contact mechanics between two solid bodies is very complicated. Extensive theoretical and experimental studies exist for binary contacts. Very little work has been reported that addresses the effect of contact mechanics on the bulk behavior of granular materials. We first briefly summarize the difference of binary contacts between a linear spring—dashpot model and the Hertzian nonlinear spring with two nonlinear dashpot models. We then compare the constitutive behaviors of a granular material using a linear and a nonlinear model. The stress- and strain-rate relation in simple shear flow and the resulting coordination number are calculated using the discrete element method. It is found that although at the grain level binary contact between two particles depends on whether a linear or a nonlinear model is used, the bulk behavior of granular materials is qualitatively similar with either model.
Le modèle de force de contact se composant d'un amortisseur linéaire de ressort avec un planeur de friction a été largement adapté pour simuler des écoulements granulaires. La vraie mécanique de contact entre deux corps pleins est très compliquée. Les études théoriques et expérimentales étendues existent pour les contacts binaires. Très peu le travail a été rapporté qui adresse l'effet de la mécanique de contact sur le comportement en bloc des matériaux granulaires. Nous récapitulons d'abord brièvement la différence des contacts binaires entre un modèle linéaire d'amortisseur de ressort et le ressort non-linéaire hertzien avec deux modèles non-linéaires d'amortisseur. Nous comparons alors les comportements constitutifs d'un matériel granulaire en utilisant un modèle linéaire et non-linéaire. La relation d'effort et de contrainte-taux dans l'écoulement simple de cisaillement et le nombre résultant de coordination sont calculées en utilisant la méthode discrète d'élément. On le constate que bien qu'au niveau de grain le contact que binaire entre deux particules dépend de si un modèle linéaire ou non-linéaire est employé, le comportement en bloc des matériaux granulaires soit qualitativement semblable avec l'un ou l'autre modèle.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : hhshen@clarkson.edu [article] Effect of Contact Force Models on Granular Flow Dynamics = Effet des Modèles de Force de Contact sur la Dynamique Granulaire d'Ecoulement [texte imprimé] / Ji, Shunying, Auteur ; Chang, Ching S., Editeur scientifique ; Shen, Hayley H., Auteur . - 1252-1259 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°11 (Novembre 2006) . - 1252-1259 p.
Mots-clés : Models Granular materials Solids flow Stress strain relations Modèles Matériaux granulaires Ecoulement solide Relations de contrainte tension Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : The contact force model consisting of a linear spring dashpot with a frictional glider has been widely adapted to simulate granular flows. Real contact mechanics between two solid bodies is very complicated. Extensive theoretical and experimental studies exist for binary contacts. Very little work has been reported that addresses the effect of contact mechanics on the bulk behavior of granular materials. We first briefly summarize the difference of binary contacts between a linear spring—dashpot model and the Hertzian nonlinear spring with two nonlinear dashpot models. We then compare the constitutive behaviors of a granular material using a linear and a nonlinear model. The stress- and strain-rate relation in simple shear flow and the resulting coordination number are calculated using the discrete element method. It is found that although at the grain level binary contact between two particles depends on whether a linear or a nonlinear model is used, the bulk behavior of granular materials is qualitatively similar with either model.
Le modèle de force de contact se composant d'un amortisseur linéaire de ressort avec un planeur de friction a été largement adapté pour simuler des écoulements granulaires. La vraie mécanique de contact entre deux corps pleins est très compliquée. Les études théoriques et expérimentales étendues existent pour les contacts binaires. Très peu le travail a été rapporté qui adresse l'effet de la mécanique de contact sur le comportement en bloc des matériaux granulaires. Nous récapitulons d'abord brièvement la différence des contacts binaires entre un modèle linéaire d'amortisseur de ressort et le ressort non-linéaire hertzien avec deux modèles non-linéaires d'amortisseur. Nous comparons alors les comportements constitutifs d'un matériel granulaire en utilisant un modèle linéaire et non-linéaire. La relation d'effort et de contrainte-taux dans l'écoulement simple de cisaillement et le nombre résultant de coordination sont calculées en utilisant la méthode discrète d'élément. On le constate que bien qu'au niveau de grain le contact que binaire entre deux particules dépend de si un modèle linéaire ou non-linéaire est employé, le comportement en bloc des matériaux granulaires soit qualitativement semblable avec l'un ou l'autre modèle.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : hhshen@clarkson.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°12 (Decembre 2006) . - 1396-1399 p.
Titre : Failure and Dilatancy Properties of Sand at Relatively Low Stresses Titre original : Propriétés d'Echec et d'Epaississement du Sable aux Efforts Relativement Bas Type de document : texte imprimé Auteurs : Lancelot, Laurent, Auteur ; Shahrour, Isam, Auteur ; Al Mahmoud, Marwan ; Chang, Ching S., Editeur scientifique Article en page(s) : 1396-1399 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dilatancy Friction Localization Isotropy Slope stability Liquefaction Triaxial tests Epaississement Frottement Localisation Isotropie Stabilité de pente Liquéfaction Essais à trois axes Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Analysis of geotechnical problems concerned by low confinement such as design of shallow foundations and analysis of slope stability and soil liquefaction requires modeling of the soil behavior at low stresses. This note includes a laboratory study of the behavior of Hostun RF sand at low cell pressure (20—50 kPa). Isotropic and triaxial compression drained tests were performed. Drained tests show that both failure and dilatancy angles at low stresses are stress dependent. The contractive/dilative phase transition is observed for loose sand, which may result from the overconsolidated nature of this sand for low values of cell pressure.
L'analyse des problèmes géotechniques concernés par bas emprisonnement tel que la conception des bases peu profondes et l'analyse de la stabilité de pente et de la liquéfaction de sol exige modeler du comportement de sol à de bas efforts. Cette note inclut une étude de laboratoire du comportement du sable de Hostun RF à la basse pression de cellules (kPa 20-50). Et à trois axes des essais vidangés par compression isotrope ont été réalisés. Les essais vidangés prouvent que les angles d'échec et d'épaississement à de bas efforts sont personne à charge d'effort. On observe la transition dilative contractive de phase pour le sable lâche, qui peut résulter de la nature consolidée par excédent de ce sable pour des valeurs basses de pression de cellules.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 [article] Failure and Dilatancy Properties of Sand at Relatively Low Stresses = Propriétés d'Echec et d'Epaississement du Sable aux Efforts Relativement Bas [texte imprimé] / Lancelot, Laurent, Auteur ; Shahrour, Isam, Auteur ; Al Mahmoud, Marwan ; Chang, Ching S., Editeur scientifique . - 1396-1399 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°12 (Decembre 2006) . - 1396-1399 p.
Mots-clés : Dilatancy Friction Localization Isotropy Slope stability Liquefaction Triaxial tests Epaississement Frottement Localisation Isotropie Stabilité de pente Liquéfaction Essais à trois axes Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Analysis of geotechnical problems concerned by low confinement such as design of shallow foundations and analysis of slope stability and soil liquefaction requires modeling of the soil behavior at low stresses. This note includes a laboratory study of the behavior of Hostun RF sand at low cell pressure (20—50 kPa). Isotropic and triaxial compression drained tests were performed. Drained tests show that both failure and dilatancy angles at low stresses are stress dependent. The contractive/dilative phase transition is observed for loose sand, which may result from the overconsolidated nature of this sand for low values of cell pressure.
L'analyse des problèmes géotechniques concernés par bas emprisonnement tel que la conception des bases peu profondes et l'analyse de la stabilité de pente et de la liquéfaction de sol exige modeler du comportement de sol à de bas efforts. Cette note inclut une étude de laboratoire du comportement du sable de Hostun RF à la basse pression de cellules (kPa 20-50). Et à trois axes des essais vidangés par compression isotrope ont été réalisés. Les essais vidangés prouvent que les angles d'échec et d'épaississement à de bas efforts sont personne à charge d'effort. On observe la transition dilative contractive de phase pour le sable lâche, qui peut résulter de la nature consolidée par excédent de ce sable pour des valeurs basses de pression de cellules.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°9 (Septembre 2006) . - 1026-1033 p.
Titre : Influence of Hopper Eccentricity on Discharge of Cylindrical Mass Flow Silos with Rigid Walls Titre original : Influence d'Excentricité de Distributeur sur l'Exercice les Silos Cylindrique de Ecoulement de la Masse avec les Murs Rigides Type de document : texte imprimé Auteurs : Vidal, P., Auteur ; Couto, A., Auteur ; Ayuga, F. ; Guaita, M. ; Chang, Ching S., Editeur scientifique Article en page(s) : 1026-1033 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Silos Eccentricity Finite element method Silos Excentricité Méthode d'élément fini Index. décimale : 621.34/624 Résumé : The Influence of hopper eccentricity on silo discharge has always concerned researchers. Eccentric discharge brings about asymmetries in the distribution of normal pressures, the values of which are not known with precision. This study presents a three-dimensional model of the dynamic discharge of a silo with an eccentric hopper, considering the Drucker-Prager plasticity model for the behavior of stored material. The results obtained for different hopper eccentricities reveal that pressures decrease in the hopper along the generatrix of the silo above the outlet, as compared to the opposite side. An increase in normal pressures occurs at this generatrix, as compared to the diametrically opposite generatrix, in the lower part of the cylindrical wall above the silo-hopper transition.
L'Influence de l'excentricité de distributeur sur la décharge de silo est toujours concernée des chercheurs. La décharge excentrique provoque des asymétries dans la distribution des pressions normales, dont les valeurs ne sont pas connues avec la précision. Cette étude présente un modèle tridimensionnel de l'exercice dynamique un silo avec un distributeur excentrique, vu le modèle de plasticité de Drucker-Prager pour le comportement du matériel stocké. Les résultats obtenus pour différentes excentricités de distributeur indiquent que les pressions diminuent dans le distributeur le long de la génératrice du silo au-dessus de la sortie, par rapport au côté opposé. Une augmentation des pressions normales se produit à cette génératrice, par rapport à la génératrice diamétralement opposée, dans la partie plus inférieure du mur cylindrique au-dessus de la transition de silo-distributeur.
En ligne : pvidal@unex.es, diaacy@unileon.es, ayuga@cvr.etsia.upm.es, guaita@lugo.usc.es [article] Influence of Hopper Eccentricity on Discharge of Cylindrical Mass Flow Silos with Rigid Walls = Influence d'Excentricité de Distributeur sur l'Exercice les Silos Cylindrique de Ecoulement de la Masse avec les Murs Rigides [texte imprimé] / Vidal, P., Auteur ; Couto, A., Auteur ; Ayuga, F. ; Guaita, M. ; Chang, Ching S., Editeur scientifique . - 1026-1033 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°9 (Septembre 2006) . - 1026-1033 p.
Mots-clés : Silos Eccentricity Finite element method Silos Excentricité Méthode d'élément fini Index. décimale : 621.34/624 Résumé : The Influence of hopper eccentricity on silo discharge has always concerned researchers. Eccentric discharge brings about asymmetries in the distribution of normal pressures, the values of which are not known with precision. This study presents a three-dimensional model of the dynamic discharge of a silo with an eccentric hopper, considering the Drucker-Prager plasticity model for the behavior of stored material. The results obtained for different hopper eccentricities reveal that pressures decrease in the hopper along the generatrix of the silo above the outlet, as compared to the opposite side. An increase in normal pressures occurs at this generatrix, as compared to the diametrically opposite generatrix, in the lower part of the cylindrical wall above the silo-hopper transition.
L'Influence de l'excentricité de distributeur sur la décharge de silo est toujours concernée des chercheurs. La décharge excentrique provoque des asymétries dans la distribution des pressions normales, dont les valeurs ne sont pas connues avec la précision. Cette étude présente un modèle tridimensionnel de l'exercice dynamique un silo avec un distributeur excentrique, vu le modèle de plasticité de Drucker-Prager pour le comportement du matériel stocké. Les résultats obtenus pour différentes excentricités de distributeur indiquent que les pressions diminuent dans le distributeur le long de la génératrice du silo au-dessus de la sortie, par rapport au côté opposé. Une augmentation des pressions normales se produit à cette génératrice, par rapport à la génératrice diamétralement opposée, dans la partie plus inférieure du mur cylindrique au-dessus de la transition de silo-distributeur.
En ligne : pvidal@unex.es, diaacy@unileon.es, ayuga@cvr.etsia.upm.es, guaita@lugo.usc.es
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°7 (Juillet 2006) . - 723-729 p.
Titre : Input Parameters of Discrete Element Methods Titre original : Paramètres d'Entrée des Méthodes d'Elément Discrètes Type de document : texte imprimé Auteurs : Ng, Tang-Tat, Auteur ; Chang, Ching S., Editeur scientifique Article en page(s) : 723-729 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Granular materials Discrete elements Triaxial compression Micro-mechanics Matériaux granulaires Eléments discrets Compression à trois axes Micro-mécaniques Index. décimale : 621.34 Résumé : This paper presents a sensitivity analysis of the input parameters of a program based on the discrete element method (DEM). Triaxial compression simulations were conducted on an assembly of ellipsoids with two particle shapes. We examine four input parameters including shear modulus of particles, density of particles, time step, and damping. Generally, these parameters are chosen by calibrating the result with certain known behavior of granular materials. In dynamic simulations, these input parameters are bounded by their physical attributions that should not be altered. However, in static simulations, they do not have the same physical implication. Validity of results may be questionable when input parameters are used without justification. A sensitivity analysis of the input parameters should shed light on this issue. In this paper, we will study the effect of the input values within the range of (1/10)-10 times the benchmark value. The benchmark values are commonly used by the writer. The results are presented against the benchmark simulation. The unbalanced forces in the simulations are kept below a prescribed value to enforce equilibrium. The result shows that the effect of all input parameters used in this paper is negligible as long as the small unbalanced forces in the system can be achieved. The runtimes are different. However, there are two simulations (one with low damping and the other with a large time step size) that cannot maintain the required small unbalanced force. In other words, equilibrium cannot be achieved for these simulations.
Cet article présente une analyse de sensibilité des paramètres d'entrée d'un programme basé sur la méthode discrète d'élément (DEM). Des simulations à trois axes de compression ont été conduites d'un ensemble des ellipsoïdes avec deux formes de particules. Nous examinons quatre paramètres entrés comprenant le module de cisaillement des particules, de la densité des particules, de l'étape de temps, et de l'atténuation. Généralement, ces paramètres sont choisis en calibrant le résultat avec certain comportement connu des matériaux granulaires. Dans des simulations dynamiques, ces paramètres d'entrée sont liés par leurs attributions physiques qui ne devraient pas être changées. Cependant, dans des simulations statiques, ils n'ont pas la même implication physique. La validité des résultats peut être incertaine quand des paramètres d'entrée sont employés sans justification. Une analyse de sensibilité des paramètres d'entrée devrait jeter la lumière sur cette question. En cet article, nous étudierons l'effet des valeurs d'entrée dans la marge de (1/10)-10 chronomètre la valeur de repère. Les valeurs de repère sont généralement employées par l'auteur. Les résultats sont présentés contre la simulation de repère. Les forces non équilibrées dans les simulations sont gardées au-dessous d'une valeur prescrite pour imposer l'équilibre. Le résultat prouve que l'effet de tous les paramètres d'entrée utilisés en cet article est négligeable aussi longtemps que les petites forces non équilibrées dans le système peuvent être réalisées. Les temps d'exécution sont différents. Cependant, il y a deux simulations (une avec le bas atténuant et l'autre avec une grande taille d'étape de temps) qui ne peuvent pas maintenir la petite force non équilibrée exigée. En d'autres termes, l'équilibre ne peut pas être réalisé pour ces simulations.
En ligne : tang@unm.edu [article] Input Parameters of Discrete Element Methods = Paramètres d'Entrée des Méthodes d'Elément Discrètes [texte imprimé] / Ng, Tang-Tat, Auteur ; Chang, Ching S., Editeur scientifique . - 723-729 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°7 (Juillet 2006) . - 723-729 p.
Mots-clés : Granular materials Discrete elements Triaxial compression Micro-mechanics Matériaux granulaires Eléments discrets Compression à trois axes Micro-mécaniques Index. décimale : 621.34 Résumé : This paper presents a sensitivity analysis of the input parameters of a program based on the discrete element method (DEM). Triaxial compression simulations were conducted on an assembly of ellipsoids with two particle shapes. We examine four input parameters including shear modulus of particles, density of particles, time step, and damping. Generally, these parameters are chosen by calibrating the result with certain known behavior of granular materials. In dynamic simulations, these input parameters are bounded by their physical attributions that should not be altered. However, in static simulations, they do not have the same physical implication. Validity of results may be questionable when input parameters are used without justification. A sensitivity analysis of the input parameters should shed light on this issue. In this paper, we will study the effect of the input values within the range of (1/10)-10 times the benchmark value. The benchmark values are commonly used by the writer. The results are presented against the benchmark simulation. The unbalanced forces in the simulations are kept below a prescribed value to enforce equilibrium. The result shows that the effect of all input parameters used in this paper is negligible as long as the small unbalanced forces in the system can be achieved. The runtimes are different. However, there are two simulations (one with low damping and the other with a large time step size) that cannot maintain the required small unbalanced force. In other words, equilibrium cannot be achieved for these simulations.
Cet article présente une analyse de sensibilité des paramètres d'entrée d'un programme basé sur la méthode discrète d'élément (DEM). Des simulations à trois axes de compression ont été conduites d'un ensemble des ellipsoïdes avec deux formes de particules. Nous examinons quatre paramètres entrés comprenant le module de cisaillement des particules, de la densité des particules, de l'étape de temps, et de l'atténuation. Généralement, ces paramètres sont choisis en calibrant le résultat avec certain comportement connu des matériaux granulaires. Dans des simulations dynamiques, ces paramètres d'entrée sont liés par leurs attributions physiques qui ne devraient pas être changées. Cependant, dans des simulations statiques, ils n'ont pas la même implication physique. La validité des résultats peut être incertaine quand des paramètres d'entrée sont employés sans justification. Une analyse de sensibilité des paramètres d'entrée devrait jeter la lumière sur cette question. En cet article, nous étudierons l'effet des valeurs d'entrée dans la marge de (1/10)-10 chronomètre la valeur de repère. Les valeurs de repère sont généralement employées par l'auteur. Les résultats sont présentés contre la simulation de repère. Les forces non équilibrées dans les simulations sont gardées au-dessous d'une valeur prescrite pour imposer l'équilibre. Le résultat prouve que l'effet de tous les paramètres d'entrée utilisés en cet article est négligeable aussi longtemps que les petites forces non équilibrées dans le système peuvent être réalisées. Les temps d'exécution sont différents. Cependant, il y a deux simulations (une avec le bas atténuant et l'autre avec une grande taille d'étape de temps) qui ne peuvent pas maintenir la petite force non équilibrée exigée. En d'autres termes, l'équilibre ne peut pas être réalisé pour ces simulations.
En ligne : tang@unm.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 136 N° 7 (Juillet 2010) . - pp. 830-839
Titre : Micromechanical modeling for inherent anisotropy in granular materials Type de document : texte imprimé Auteurs : Chang, Ching S., Auteur ; Zhen-Yu Yin, Auteur Année de publication : 2010 Article en page(s) : pp. 830-839 Note générale : Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Granular material Anisotropy Triaxial test Micromechanics Stress-strain relations Sand Material. Résumé : In this paper, a description of inherent anisotropy of soil, based on micromechanics framework, is presented. The problem is formulated by assuming that sliding of two contact particles governed by Coulomb criterion in which the friction angle is a function of the orientation of the interparticle contact. The orientation distribution of these parameters is described by a set of symmetric second-order tensors. The formulation of the problem is illustrated by simulations of Santa Monica Beach Sand under true triaxial tests. In particular, the directional dependence of the strength characteristics is examined for samples with inherent cross anisotropy. The orientations of failure planes between particles are also examined. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JENMDT000 [...] [article] Micromechanical modeling for inherent anisotropy in granular materials [texte imprimé] / Chang, Ching S., Auteur ; Zhen-Yu Yin, Auteur . - 2010 . - pp. 830-839.
Mécanique appliquée
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 136 N° 7 (Juillet 2010) . - pp. 830-839
Mots-clés : Granular material Anisotropy Triaxial test Micromechanics Stress-strain relations Sand Material. Résumé : In this paper, a description of inherent anisotropy of soil, based on micromechanics framework, is presented. The problem is formulated by assuming that sliding of two contact particles governed by Coulomb criterion in which the friction angle is a function of the orientation of the interparticle contact. The orientation distribution of these parameters is described by a set of symmetric second-order tensors. The formulation of the problem is illustrated by simulations of Santa Monica Beach Sand under true triaxial tests. In particular, the directional dependence of the strength characteristics is examined for samples with inherent cross anisotropy. The orientations of failure planes between particles are also examined. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JENMDT000 [...]
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