不同级配颗粒材料的循环硬化行为与能量耗散

颗粒材料在循环荷载作用下呈现循环硬化行为，然而关于循环硬化行为的宏-微观相对应的机理解释的研究却不多见。本文通过3D-DEM实施了循环三轴数值模拟试验，研究了不同级配下颗粒材料在循环荷载下的循环硬化行为，并分析了(轴向)平均模量和由滑动接触造成的能量耗散的演化趋势。结果表明随着循环荷载的进行，平均模量逐渐增加并趋于渐进值。每个循环内的能量耗散随着循环数的增加不会一直衰减，存在一个阈值。不同颗粒级配下平均模量的增加指数和能量耗散衰减指数的大小相近(约为0.6),表明在描述循环荷载硬化行为时，无论是使用变形模量还是归一化能量耗散在结果上是一致的，即微观尺度上滑动接触引起的能量耗散映射出宏观尺度上平均模量的变化。颗粒平均粒径越大的颗粒体系，其平均模量越大，而且越早完成能量耗散过程，但不同的颗粒级配下对应的能量耗散阈值差异较小，基本上维持在一个常数(约为0.15)。