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Hypoplastic particle finite element model for cutting tool-soil interaction simulations:Numerical analysis and experimental validation

引用

Underground Space 2018年第1期3卷 61-71页

作者： Abdiel Ramon Leon Bal Ulrich Hoppe Thai Son Dang Klaus Hackl Günther Meschke Inustitute for Structural Mechanics Ruhr-Uniuersitdit BochunGermany Inustitute of Mechanics of Materials Ruhr-Universitit BochunGermany

This study presents numerical and experimental models for the analysis of the excavation of soft soils by means of a cutting *** computational model is constructed using an Updated Lagrangean(UL)velocity-based Finite Element approach.A hypoplastic formu-lation is employed to describe the constitutive behavior of soft *** displacements and deformations of the ground resulting from the cutting tool-soil interaction are handled by means of the Particle Finite Element method,characterized by a global re-meshing strat-egy and a boundary identiﬁcation procedure called a-shape *** capabilities and performance of the proposed model are demonstrated through comparative analyses between experiments and simulations of cutting tool-soft soil *** experiments are performed using an excavation device at Ruhr-Universita¨t Bochum(RUB),*** main details concerning the setup and calibration and evolution of the measured draft forces are *** computational results characterizing the cutting tool-soft soil interaction including the topology of the free surface,void ratio distribution ahead of the tool,spatio-temporal evolution of the reaction forces and abrasive wear behavior are evaluated.

关键词： velocity-basedﬁnite elements formulation Hypoplasticity Large deformations Particleﬁnite elements Cutting tool-soil interaction Excavation experiments

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