颗粒材料平均场理论的多尺度方法：理论方面

›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (4): 879-884.

颗粒材料平均场理论的多尺度方法：理论方面

刘其鹏，武文华

大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，大连 116024

收稿日期:2007-08-31 出版日期:2009-04-10 发布日期:2011-01-30
通讯作者: 武文华，男，1973年生，博士，讲师，从事计算固体力学研究。 E-mail:lxyuhua@dlut.edu.cn
作者简介:刘其鹏，男，1981年生，博士研究生，从事岩土介质多尺度研究。
基金资助:
国家自然科学基金重大研究计划资助项目（No.90715011）；国家自然科学基金项目（No. 10672033）资助。

Multiscale method of granular materials based on average-field theory：theoretical aspects

LIU Qi-peng，WU Wen-hua

State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China

Received:2007-08-31 Online:2009-04-10 Published:2011-01-30

摘要/Abstract

摘要：

对基于平均场理论的颗粒材料多尺度方法实施过程中的基本理论问题进行了探讨。公式推导表明，考虑微观颗粒间滚动矩相互作用时宏观需要采用Cosserat类连续体模型。基于平均场理论，给出了离散颗粒表征元等效连续介质应力、偶应力表达式。基于Hill-Mandel宏观均质化条件，给出了离散颗粒微结构波动场的边界条件，并且讨论了内部长度尺度参数的选择问题。该工作是颗粒材料多尺度计算的理论部分研究。

关键词: 颗粒材料, 平均场理论, 多尺度方法

Abstract:

Theoretical aspects of the multiscale method of granular materials based on the average-field theory are discussed. It is shown that the use of macroscopic Cosserat continuum model is necessary when taking account of rolling moment resistance between particles in contact in microscopic analysis. The expressions of stress and couple stress tensors are derived in light of the average-field theory. The constraints to the fluctuations of granular microstructure are also presented; and the intrinsic length scale parameter is discussed. It is the theoretical aspect of multiscale computational homogenization of granular materials.

Key words: granular materials, average-field theory, multiscale method

中图分类号:

TU 443

刘其鹏，武文华. 颗粒材料平均场理论的多尺度方法：理论方面[J]. , 2009, 30(4): 879-884.

LIU Qi-peng，WU Wen-hua. Multiscale method of granular materials based on average-field theory：theoretical aspects[J]. , 2009, 30(4): 879-884.

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