基于离散元法的沙土与螺旋式挖坑机钻头作用机理研究

项目名称： 基于离散元法的沙土与螺旋式挖坑机钻头作用机理研究

项目编号： No.11202031

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 李艳洁

作者单位： 北京林业大学

项目金额： 26万元

中文摘要： 土壤动力学问题一直是学术界研究的热点问题之一，因其复杂的物理本构非线性而使得许多与此相关的实验与数值研究进展缓慢。离散元法可以解决松散介质的动态问题，可通过粘连力将颗粒单元粘结为固化颗粒群来仿真土壤的本构。本项目将离散元法应用于沙地挖坑问题的研究中，首先通过土力学直剪试验与离散元三维模拟的对比性分析，标定离散元模型参数，将沙土宏观物性参数与颗粒微观参数建立数学联系；然后将挖坑机钻头作为一种典型的土壤作业机械，通过挖坑试验与DEM三维数值模拟，综合分析土壤在螺旋式钻头的作用下的动力学行为，及其与钻头磨损和振动问题之间的关系。本项目不仅可为土壤动力学的数值研究提供一种新的思路和数值方法，具有方法和理论的创新性，而且，还可以为挖坑机的优化设计和节能减排提供理论依据。

中文关键词： 螺旋式钻头；沙土；颗粒；离散单元法；实验

英文摘要： Soil dynamics is always one of the most popular problems. Because of the complicated non-linear constitutive model of soil, the investigation on this topic is slow. Discrete element method is good at simulating the dynamic behaviour of dis-continuum, and

英文关键词： auger drill；sandy soil；particle；discrete element method；experiment