Numerische Simulation des geschwindigkeitsabhängigen Fließverhaltens von Schüttgütern

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Der Forschungsgegenstand wurde auf die Erarbeitung eines Kontaktmodells zwischen Kugeln beschränkt, das zur Simulation des geschwindigkeitsabhängigen beginnenden Fließens kohäsiver Schüttgüter einsetzbar ist. Ein solches Modell muß langanhaltende Kontakte beschreiben, deren Belastungsverlauf beliebig und unvorhersagbar ist. Dies wird durch die Verwendung des elastisch-plastischen Stoffmodells ermöglicht und wäre mittels rheologischer Schaltungsmodelle nicht realisierbar. Reale Stoffe verfestigen sich deutlich durch das plastische Fließen, wodurch das Verhalten nichtlinear wird. Um die dafür verantwortlichen Rückkopplungen zu erfassen, wird das Modell zeitschrittweise ausgeführt, was für die Schüttgutsimulation aber nicht nachteilig ist. Die plastische Abplattung verstärkt die Partikelhaftkräfte und damit die Kohäsion des Schüttgutes. Diese Haftkräfte werden über die Einbeziehung der VAN-DERWAALS-Kräfte in das Modell integriert. Da die Kontakteigenschaften vieler Schüttgüter zeitabhängig sind, muß auch diese Stoffeigenschaft vom Modell berücksichtigt werden. Jede Entwicklungsstufe des Modells wird durch Messungen an einer Einzelkontaktprüfmaschine verifiziert. Um das insgesamt sehr komplexe Kontaktmodell für die Simulation nutzbar zu machen, werden zum Abschluß effiziente Modellnäherungen entwickelt.