The prediction quality of discrete element method (DEM) models for railway ballast can be expected to depend on three points: the geometry representation of the single particles, the used contact models and the parametrisation using principal experiments. This works aims at a balanced approach, where none of the points is addressed with excessive depth. In a first step, a simple geometry representation is chosen and the simplified Hertz–Mindlin contact model is used. When experimental data of cyclic compression tests and monotonic direct shear tests are considered, the model can be parametrised to fit either one of the two tests, but not both with the same set of parameters. Similar problems can be found in literature for monotonic and cyclic triaxial tests of railway ballast. In this work, the comparison between experiment and simulation is conducted using the entire data of the test, e.g. shear force over shear path curve from the direct shear test. In addition to a visual comparison of the results also quantitative errors based on the sum of squares are defined. To improve the fit of the DEM model to both types of experiments, an extension on the Hertz–Mindlin contact law is used, which introduces additional physical effects (e.g. breakage of edges or yielding). This model introduces two extra material parameters and is successfully parametrised. Using only one set of parameters, the results of the DEM simulation are in good accordance with both experimental cyclic compression test and monotonic directs shear test.

中文翻译：

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不同载荷工况下铁路道ast DEM模型的参数化。

铁路道ast的离散元方法（DEM）模型的预测质量可望取决于三点：单个颗粒的几何表示，所用的接触模型以及使用主要实验的参数化。这项工作的目的是要采取一种平衡的方法，在此方法中，没有任何一个要点过分深入。第一步，选择一个简单的几何图形表示，并使用简化的Hertz-Mindlin接触模型。当考虑循环压缩试验和单调直接剪切试验的实验数据时，可以对模型进行参数设置以适合两个试验中的任何一个，但不能同时使用相同的一组参数。类似的问题可以在铁路道ast的单调和循环三轴试验的文献中找到。在这项工作中，实验和模拟之间的比较是使用测试的全部数据进行的，例如直接剪切试验中剪切力在剪切路径曲线上的作用。除了对结果进行视觉比较之外，还定义了基于平方和的定量误差。为了提高DEM模型对两种类型的实验的拟合度，使用了Hertz-Mindlin接触定律的扩展，引入了附加的物理效应（例如，边缘断裂或屈服）。该模型引入了两个额外的材料参数，并成功进行了参数设置。仅使用一组参数，DEM模拟的结果与实验循环压缩测试和单调直接剪切测试都非常吻合。除了对结果进行视觉比较外，还定义了基于平方和的定量误差。为了提高DEM模型对两种类型的实验的拟合度，使用了Hertz-Mindlin接触定律的扩展，引入了附加的物理效应（例如，边缘断裂或屈服）。该模型引入了两个额外的材料参数，并成功进行了参数设置。仅使用一组参数，DEM模拟的结果与实验循环压缩测试和单调直接剪切测试都非常吻合。除了对结果进行视觉比较外，还定义了基于平方和的定量误差。为了提高DEM模型对两种类型的实验的拟合度，使用了Hertz-Mindlin接触定律的扩展，引入了附加的物理效应（例如，边缘断裂或屈服）。该模型引入了两个额外的材料参数，并成功进行了参数设置。仅使用一组参数，DEM模拟的结果与实验循环压缩测试和单调直接剪切测试都非常吻合。边缘断裂或屈服）。该模型引入了两个额外的材料参数，并成功进行了参数设置。仅使用一组参数，DEM模拟的结果与实验循环压缩测试和单调直接剪切测试都非常吻合。边缘断裂或屈服）。该模型引入了两个额外的材料参数，并成功进行了参数设置。仅使用一组参数，DEM模拟的结果与实验循环压缩测试和单调直接剪切测试都非常吻合。