离散元建模揭示的黏性滚动导致颗粒剪切层摩擦弱化

考虑一个用离散元建模的 3D 剪切颗粒层，众所周知滚动阻力显著影响力学行为。尽管滚动阻力的作用已被深入研究，因为它常用来表示颗粒的粗糙度和颗粒间锁定，但滚动黏性阻尼系数的作用迄今在很大程度上被忽视。该参数很少被使用，或仅用于耗散能量和数值收敛。本文通过对不同剪切速度和不同围压下的剪切层进行滚动摩擦和滚动阻尼的参数化研究，重新审视了这些系数的物理作用。已观察到阻尼系数引起了摩擦弱化。因此，滚动阻力与滚动阻尼之间发生竞争。角阻力旨在避免颗粒滚动，减小颗粒角速度之差；而角阻尼起相反作用，避免颗粒角速度之差发生变化。结果，颗粒保持滚动且样品强度降低。必须考虑此效应，以免高估颗粒层的摩擦响应。