เลขการยึดเกาะ
ค่าสัมประสิทธิ์การยึดเกาะ ( Coh ) เป็นค่าไร้หน่วยที่ มีประโยชน์ ในเทคโนโลยีอนุภาคซึ่งสามารถใช้เปรียบเทียบ ค่า การยึดเกาะ ของผงต่าง ๆ ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีประโยชน์ในการจำลอง DEM ( Discrete Element Method ) ของวัสดุเม็ดเล็ก ๆซึ่งการปรับขนาดและความแข็งของอนุภาคเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ เนื่องจากการสร้างแบบจำลอง DEM นั้นต้องใช้การคำนวณที่ ซับซ้อน
พื้นหลัง
ในการจำลองวัสดุเม็ด การปรับขนาดอนุภาคโดยคำนึงถึงคุณสมบัติทางกายภาพและเชิงกลของอนุภาคอื่นๆ เป็นงานที่ท้าทาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการจำลองผงที่มีการยึดเกาะ การขาด เกณฑ์ ที่แข็งแกร่งสำหรับการปรับระดับพลังงานพื้นผิวของอนุภาคอาจทำให้เสียเวลาจำนวนมากในระหว่างกระบวนการสอบเทียบตัวเลขบอนด์[ 1 ]ถูกนำมาใช้ในเชิงประเพณีในเรื่องนี้ โดยเปรียบเทียบความสำคัญของแรงยึดเกาะ (แรงดึงออก) กับแรงโน้มถ่วงของอนุภาค (น้ำหนัก) อย่างไรก็ตาม อิทธิพลของคุณสมบัติของวัสดุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความแข็งของอนุภาค ไม่ได้ถูกพิจารณาอย่างครอบคลุมในตัวเลขนี้ ความแข็งของอนุภาคซึ่งไม่มีอยู่ในตัวเลขบอนด์ มีผลกระทบอย่างมากต่อการตอบสนองของอนุภาคต่อแรงที่กระทำ หากแทนที่แรงในตัวเลขบอนด์ด้วยพลังงานศักยภาพและพลังงานการยึดเกาะ จะได้ตัวเลขไร้มิติใหม่ซึ่งพิจารณาถึงผลกระทบของความแข็งของอนุภาคด้วย แนวคิดนี้ได้รับการเสนอครั้งแรกโดย Behjani et al. [ 2 ]ซึ่งพวกเขาได้แนะนำตัวเลขที่ไม่มีมิติซึ่งเรียกว่าตัวเลขการยึดเกาะ
คำจำกัดความและการพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์
ค่าสัมประสิทธิ์การยึดเกาะ (Cohesion number) เป็นตัวเลขไร้หน่วย ซึ่งแสดงอัตราส่วนของงานที่จำเป็นในการแยกอนุภาคของแข็งสองอนุภาคใดๆ ออกจากกัน (งานของการยึดเกาะ) ต่อพลังงานศักย์โน้มถ่วง ของอนุภาคเหล่านั้น ดังที่แสดงไว้ด้านล่าง
ตัวอย่างเช่น ในแบบจำลองการสัมผัส JKR [ 3 ]งานของการยึดเกาะคือ [ 4 ]ซึ่งหมายเลขการยึดเกาะจะคำนวณได้ดังนี้:
มวลสามารถแสดงได้ในรูปของความหนาแน่นและปริมาตร และสามารถตัดค่าคงที่ออกไปได้
ค่าสัมประสิทธิ์ความสอดคล้อง (Cohesion number) ฉบับสุดท้ายมีดังต่อไปนี้:
คือความหนาแน่นของอนุภาค
แรงโน้มถ่วงคืออะไร
คือพลังงานที่ส่วนต่อประสาน
คือค่าเทียบเท่าของโมดูลัสของยัง:
อัตราส่วนปัวซองของวัสดุ
แสดงรัศมีเทียบเท่า:
ตัวเลขนี้ขึ้นอยู่กับพลังงานพื้นผิวของอนุภาค ขนาดอนุภาค ความหนาแน่นของอนุภาค แรงโน้มถ่วง และโมดูลัสของยัง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าวัสดุที่มีความแข็งต่ำกว่าจะ "เหนียว" มากขึ้นหากเป็นกาว และเป็นวิธีการปรับขนาดที่มีประโยชน์สำหรับการจำลอง DEM โดยเลือกโมดูลัสของยังให้มีค่าน้อยกว่าค่าจริงเพื่อเพิ่มความเร็วในการคำนวณ[ 5 ]เมื่อเร็วๆ นี้ การวิเคราะห์อย่างเข้มงวดเกี่ยวกับการลดความแข็งของการสัมผัสสำหรับการสัมผัสแบบกาวเพื่อเร่งความเร็วในการคำนวณ DEM แสดงให้เห็นรูปแบบเศษส่วนเดียวกัน[ 6 ]