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Compaction of granular materials composed of deformable particles

Authors :
Saeid Nezamabadi
Thanh Hai Nguyen
Jean-Yves Delenne
Farhang Radjai
University of Science and Technology
University of Danang
Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (LMGC)
Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Physique et Mécanique des Milieux Divisés (PMMD)
Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Ingénierie des Agro-polymères et Technologies Émergentes (UMR IATE)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Multiscale Material Science for Energy and Environment (MSE 2)
Massachusetts Institute of Technology (MIT)
Laboratoire de Mécanique et Génie Civil ( LMGC )
Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Physique et Mécanique des Milieux Divisés ( PMMD )
Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Ingénierie des Agro-polymères et Technologies Émergentes ( IATE )
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Université de Montpellier ( UM ) -Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques ( UM2 ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro )
Multiscale Materials Science for Energy and Environment ( MSE2 )
Massachusetts Institute of Technology ( MIT ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Source :
EPJ Web of Conferences, International Conference on Micromechanics of Granular Media (Powders & Grains), International Conference on Micromechanics of Granular Media (Powders & Grains), Jul 2017, Montpellier, France. ⟨10.1051/epjconf/201714005013⟩, International Conference on Micromechanics of Granular Media (Powders & Grains), Jul 2017, Montpellier, France. EDP Sciences, 140, 2017, EPJ Web of Conferences. 〈10.1051/epjconf/201714005013〉, (140)2017; 8. International Conference on Micromechanics of Granular Media (Powders & Grains), Montpellier, FRA, 2017-07-03-2017-07-07, EPJ Web of Conferences, Vol 140, p 05013 (2017)
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

In soft particle materials such as metallic powders the particles can undergo large deformations without rupture. The large elastic or plastic deformations of the particles are expected to strongly affect the mechanical properties of these materials compared to hard particle materials more often considered in research on granular materials. Herein, two numerical approaches are proposed for the simulation of soft granular systems: (i) an implicit formulation of the Material Point Method (MPM) combined with the Contact Dynamics (CD) method to deal with contact interactions, and (i) Bonded Particle Model (BPM), in which each deformable particle is modeled as an aggregate of rigid primary particles using the CD method. These two approaches allow us to simulate the compaction of an assembly of elastic or plastic particles. By analyzing the uniaxial compaction of 2D soft particle packings, we investigate the effects of particle shape change on the stress-strain relationship and volume change behavior as well as the evolution of the microstructure.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
EPJ Web of Conferences, International Conference on Micromechanics of Granular Media (Powders & Grains), International Conference on Micromechanics of Granular Media (Powders & Grains), Jul 2017, Montpellier, France. ⟨10.1051/epjconf/201714005013⟩, International Conference on Micromechanics of Granular Media (Powders & Grains), Jul 2017, Montpellier, France. EDP Sciences, 140, 2017, EPJ Web of Conferences. 〈10.1051/epjconf/201714005013〉, (140)2017; 8. International Conference on Micromechanics of Granular Media (Powders & Grains), Montpellier, FRA, 2017-07-03-2017-07-07, EPJ Web of Conferences, Vol 140, p 05013 (2017)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....f641f5bca2e5ea0c02c975d512f45ac5