2D粘结离散元模型的线弹性响应

摘要：粘结离散元模型（bonded　DEM）现在广泛应用在各个学科中固体的压裂、破碎和破坏的研究。然而常常忽略这种模型求解弹性问题的能力。本文研究了求解弹性边值问题的粘结离散元模型影响泊松比，杨氏模量和精确度的主要特征值。研究中对比了利用粘结离散元模型、有限元模型（FEM）、超弹性分析和离散晶体弹簧模型（DLSM）方法数值模拟结果。对比得出粘结离散元模型实现全范围泊松比的两个基本元素是：剪切相互作用因子（局域）和几何因子（全局）。同时研究发现粘结离散元模型在泊松比接近0.5或者分析长程相互作用时，不能解出弹性边值问题的正确位移。通过应用于非连续模型的超弹性分析推导，推导出的剪切刚度比和泊松比之间的关系与粘结离散元模型与DLSM数值模拟的结果有很好的一致性。最后得出结论，使用粘结离散元模型模拟固体压裂和破碎模式时弹性参数的选择有着显著的影响。

关键词：离散元模型；泊松比；超弹性分析；压裂；破碎