MÔ HÌNH KHÁNG LĂN - Phần II -CHO BÀI TOÁN MÔ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA HẠT BẰNG PHƯƠNG PHÁP DÒNG HẠT

Phần II: Các nguyên nhân gây ra kháng lăn của vật liệu hạt rời


Chuyển động lăn của các hạt vật liệu rời hay bất cứ vật thể nào đều có thể bị ngăn cản bởi các nguyên nhân sau:



1.  Do ma sát tại vị trí tiếp xúc giữa hạt vật liệu với bề mặt mà nó lăn (có thể là một bề mặt bất kỳ, cũng có thể là bề mặt của hạt vật liệu nằm cạnh nó). Ma sát này hình thành do có sự trượt tương đối giữa vật thể lăn với bề mặt tại vị trí tiếp xúc.

2.  Do vật thể bị biến dạng dẻo tại vị trí điểm tiếp xúc và lân cận điểm tiếp xúc. Biến dạng này sẽ làm cho năng lượng của chuyển động lăn bị tiêu tán không chỉ tại vị trí tiếp xúc mà còn bị suy giảm trong bản thân vật thể khu vực biến dạng dẻo.

3. Do bám dính bề mặt tại vị trí tiếp xúc: năng lượng của chuyển động lăn sẽ bị tiêu tốn một phần để phá vỡ liên kết bám dính này. Nguyên nhân này chủ yếu xuất hiện đối với các vật liệu hạt kích thước nhỏ khi có nước gây bám dính.

4. Do hình dạng hạt: Khi hạt không tròn (trong tự nhiên thì đa số các hạt vật liệu không tròn, nói cho cùng thì cũng chả có gì tròn lý tưởng cả nhỉ), mà hạt không tròn thì khó lăn, đơn giản vậy thôi. Đây là nguyên nhân chính tạo ra sức kháng lăn của các hạt vật liệu đá rời.  Hẳn kháng lăn ở đây không phải là ma sát tại vị trí tiếp xúc như từ 3 nguyên nhân trên nữa. Điều này tương đối quan trọng trong mô phỏng vật liệu đá rời bằng phương pháp phần tử rời rạc, DEM, khi mà các hạt hình tròn hoặc cầu được sử dụng. Lúc này cần phải có một lực hay mô men kháng lăn chống lại chuyển động lăn tự do của các hạt tròn hoặc cầu.
Cái mô hình toán học cần thiết để áp vào tính toán trong mô hình số để tạo ra lực hay mô men kháng lăn chính là cái được gọi là mô hình kháng lăn.

Cụ thể các mô hình kháng lăn như thế nào, thiết lập và sử dụng ra sao, đau đầu lắm, từ từ xem hồi sau sẽ xét tới.

Lưu ý: Mọi sao chép cần trích dẫn nguồn bài viết.