在PFC3D中模拟四点弯曲试验（简支梁）

本文摘要（由AI生成）：

本文探讨了使用离散元模拟软件PFC3D模拟混凝土等构件的四点弯曲试验。在模拟过程中，需要定义细观黏结参数，并通过试验模拟标定这些参数。四点弯曲试验是一种测量材料弯曲性能的试验方法，涉及将条状试样平放在弯曲试验夹具中，形成简支梁形式，并在试样上方施加对称加载。模拟过程中，建立了长方体试件，定义了黏结参数，并通过移动墙体进行加载。加载过程中监测了墙体的受力，并展示了粘结键断裂位置的分布。模拟结果表明，试件在中部发生断裂。通过调整粘结参数和球单元粒径级配，可以模拟不同强度和性质的岩石或混凝土。

在采用离散元模拟混凝土等构件时，需要定义细观黏结参数（pb_ten，pb_coh等 ），一般情况下需要进行试验模拟以标定参数，例如常用的包括单轴压缩试验、单轴拉伸试验、三点弯曲试验、四点弯曲试验等。

其中，四点弯曲试验是测量材料弯曲性能的一种试验方法。将条状试样平放于弯曲试验夹具中，形成简支梁形式，试样上方有两个对称的加载点。

对于宽度为b，高度为h的矩形试样，四点弯曲抗弯强度公式：S=PL/bh2

本算例采用PFC3D模拟四点弯曲试验，首先建立试件，定义黏结参数，通过移动墙体进行加载，监测加载过程中墙体的受力，并给出粘结键断裂位置的分布。

建立的长方体试件如下图：

试样中球颗粒的接触力链如下图所示：

在模型的上下两侧生成墙体，固定下侧墙体的位置，对上侧墙体施加向下的速度模拟加载：

加载后球单元之间的接触情况如下图所示，其中蓝色为粘结键，红色为断裂的粘结键分布：

断裂粘结键分布如下图，试件中部发生断裂

对于不同强度的岩石或混凝土可以修改粘结参数（pb_ten，pb_coh等）、球单元的粒径级配等进行模拟以达到合理的预期效果。

完整代码如下：