Fragmentation of grains under impact
In: Powders and Grains 2017 ; https://hal.science/hal-01910069 ; Powders and Grains 2017, Jul 2017, Montpellier, France, 2017
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International audience ; Many industrial granular processes involve desired or undesired fragmentation of grains. However, despite experimental measurements and numerical modeling approaches, the mechanisms of single grain fragmentation and its effects on the behavior of granular materials are still poorly understood. In this work, we investigate the fracture and fragmentation of a single grain due to impact using three- dimensional Contact Dynamics simulations. The grains are assumed to be perfectly rigid but modeled as an assembly of bonded polyhedral Voronoï cells. The strength of the bonds represents the internal cohesion of the grain along normal and tangential directions. The inter-cell joints can open either in tension or by slip when the fracture strength is reached. A series of simulations for a range of different values of parameters (number of cells, cohesion, impact velocity) were performed. The efficiency of the fragmentation process was defined as the ratio of the energy dissipated by fracture to the kinetic energy at impact. It find that the efficiency increases with the number of cells. We also show that the efficiency is inversely proportional to the internal cohesion. Finally, the impact velocity maximizing the efficiency is found to be 0.08 m/s for two grains tessellated with 20 and 100 cells.
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Fragmentation of grains under impact
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Autor/in / Beteiligte Person: | Orozco, Luisa, F ; Delenne, Jean-Yves ; Sornay, Philippe ; Radjai, Farhang ; Physique et Mécanique des Milieux Divisés (PMMD) ; Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (LMGC) ; Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; Ingénierie des Agro-polymères et Technologies Émergentes (UMR IATE) ; Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro) ; Laboratoire des Combustibles Uranium (LCU) ; Service d'Analyses, d'Elaboration, d'Expérientations et d'Examens des combustibles (SA3E) ; Département d'Etudes des Combustibles (DEC) ; Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone (CEA - DES) (IRESNE) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone (CEA - DES) (IRESNE) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Département d'Etudes des Combustibles (DEC) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) |
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Zeitschrift: | Powders and Grains 2017 ; https://hal.science/hal-01910069 ; Powders and Grains 2017, Jul 2017, Montpellier, France, 2017 |
Veröffentlichung: | HAL CCSD, 2017 |
Medientyp: | Konferenz |
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