Tópico 25 · Tempo de Rayleigh
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Módulo de Young, Tempo de Rayleigh e o timestep
O script recebe propriedades físicas individuais, mas a física de contato (Hertz-Mindlin) usa propriedades equivalentes. Além disso, o passo de tempo não é arbitrário: está amarrado à dureza do material pelo Tempo de Rayleigh.
fix m1 all property/global youngsModulus peratomtype 2.5e7 2.5e7
timestep 0.00001
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Conceito — o elo entre as duas linhas: o tempo crítico de Rayleigh (TR). O passo de tempo (Δt) deve ser pequeno o suficiente para que uma partícula não invada completamente a outra em um único passo. O limite é o tempo que uma onda de cisalhamento leva para atravessar a partícula.
Tempo crítico de Rayleigh
TR = (π·R·√(ρ/G)) / (0,1631·ν + 0,8766)
onde G = E/[2(1+ν)] e ν é a razão de Poisson.
Aço real (E = 200 GPa)
Com o módulo de Young real do aço (200 GPa, 2,0×10¹¹), o termo √(ρ/G) fica muito pequeno e o TR cai à casa de nanossegundos, exigindo timestep 0.000000001.
Material amaciado (E = 25 MPa)
Ao inserir 2,5×10⁷ (25 MPa), amacia-se o material 10.000 vezes, aumentando o TR em 100 vezes e permitindo timestep 0.00001, sem corromper o comportamento macroscópico, desde que a sobreposição limite (1%) seja respeitada.