發(fā)布時間：2017-10-25 16:37

  本文關(guān)鍵詞：考慮貯料剪脹性的筒倉卸料機(jī)理離散元研究

  更多相關(guān)文章： PFC~(3D) 細(xì)觀參數(shù) 側(cè)壓力 筒倉卸料 剪脹性

【摘要】：筒倉是一種用來貯存散體材料的結(jié)構(gòu),常被用于貯存糧食、水泥、煤炭等。對糧倉的設(shè)計者來說,筒倉的結(jié)構(gòu)設(shè)計有著特殊的困難,卸料時糧食會發(fā)生剪脹現(xiàn)象,對倉壁產(chǎn)生的動壓力遠(yuǎn)超過糧食儲藏時倉壁的靜壓力,但目前尚未有統(tǒng)一的動側(cè)壓力理論來闡述卸料時動壓力增大機(jī)理。本文利用離散元軟件PFC~(3D)對筒倉卸料時貯料的剪脹性進(jìn)行分析,并基于糧食散體卸料剪脹特性研究了筒倉動態(tài)側(cè)壓力增大的機(jī)理,主要內(nèi)容如下:(1)通過建立小麥三軸試驗離散元數(shù)值模型,得到小麥應(yīng)力-應(yīng)變曲線,并與室內(nèi)小麥三軸試驗結(jié)果對比,標(biāo)定PFC~(3D)中小麥的法向和切向剛度、摩擦系數(shù)等細(xì)觀參數(shù),研究各個細(xì)觀參數(shù)對宏觀參數(shù)的影響,分析三軸試驗中小麥的剪脹性。(2)基于上述獲得的小麥細(xì)觀參數(shù),建立筒倉模型,利用分層裝料的方式模擬實際裝料過程,將得到的筒倉裝料結(jié)束狀態(tài)下靜態(tài)側(cè)壓力與Janssen值、文獻(xiàn)中的模型試驗結(jié)果以及PFC2D模擬結(jié)果作對比,分析貯料孔隙率隨深度變化規(guī)律。(3)基于上述模型進(jìn)行筒倉卸料模擬,得到筒倉卸料的動態(tài)側(cè)壓力,并與規(guī)范計算結(jié)果、文獻(xiàn)中的模型試驗結(jié)果以及PFC2D模擬結(jié)果作對比。同時研究了漏斗的傾角、卸料口的大小、顆粒的內(nèi)摩擦系數(shù)和外摩擦系數(shù)以及裝料形式等因素對筒倉卸料動態(tài)側(cè)壓力的影響。(4)引入孔隙率描述貯料剪脹特征,從而研究貯料的剪脹性與筒倉動態(tài)側(cè)壓力增大機(jī)理的關(guān)系。卸料開始后,各個顆粒在較短的時間內(nèi)完成了由靜止?fàn)顟B(tài)向運(yùn)動狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。在這個過程中,顆粒之間發(fā)生相互碰撞和相互擠壓,導(dǎo)致貯料變密實,孔隙率減小,這種碰撞和擠壓在漏斗和直筒交接處更加明顯,當(dāng)孔隙率減小到一定值時,貯料會發(fā)生剪脹現(xiàn)象,孔隙率增大,顆粒向兩側(cè)膨脹,而筒倉倉壁阻礙這種膨脹,使得筒倉的動態(tài)側(cè)壓力增大,從而產(chǎn)生超壓現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：PFC~(3D) 細(xì)觀參數(shù) 側(cè)壓力 筒倉卸料 剪脹性
【學(xué)位授予單位】：河南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU375
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 1 緒論10-29
• 1.1 引言10-11
• 1.2 筒倉卸料的研究現(xiàn)狀11-26
• 1.2.1 筒倉側(cè)壓力的研究現(xiàn)狀11-21
• 1.2.2 筒倉卸料機(jī)理的研究現(xiàn)狀21-25
• 1.2.3 筒倉卸料流動型式的研究現(xiàn)狀25-26
• 1.3 存在的問題26-27
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線27-29
• 1.4.1 本文主要研究內(nèi)容27-28
• 1.4.2 技術(shù)路線28-29
• 2 小麥三軸試驗的PFC~(3D)模擬29-51
• 2.1 小麥三軸試驗29-30
• 2.1.1 試驗方案29
• 2.1.2 試驗步驟29-30
• 2.2 小麥三軸試驗PFC~(3D)模型的建立30-39
• 2.2.1 PFC~(3D)計算模型的選定30-33
• 2.2.2 安全系數(shù)的選定33-34
• 2.2.3 生成墻體34-35
• 2.2.4 生成孔隙率為n的試樣35-36
• 2.2.5 三軸試驗加載模擬36-39
• 2.3 顆粒細(xì)觀參數(shù)與材料宏觀力學(xué)參數(shù)的關(guān)系39-44
• 2.3.1 顆粒剛度大小的影響39-41
• 2.3.2 顆粒法向剛度和切向剛度比例的影響41-42
• 2.3.3 顆粒摩擦系數(shù)的影響42
• 2.3.4 孔隙率監(jiān)測半徑大小的影響42-44
• 2.4 小麥三軸試驗的PFC~(3D)模擬結(jié)果44-45
• 2.4.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線44
• 2.4.2 體變-軸向應(yīng)變曲線44-45
• 2.5 剪脹性分析45-50
• 2.5.1 剪脹角46-48
• 2.5.2 孔隙率48-50
• 2.6 本章小結(jié)50-51
• 3 筒倉試驗和PFC~(3D)模型的建立51-63
• 3.1 引言51
• 3.2 筒倉試驗51-52
• 3.3 筒倉PFC~(3D)模型的建立52-55
• 3.4 筒倉PFC~(3D)模型的模擬裝料55-59
• 3.5 筒倉貯料模擬結(jié)果與分析59-61
• 3.6 本章小結(jié)61-63
• 4 筒倉卸料PFC~(3D)模擬63-77
• 4.1 筒倉卸料的PFC~(3D)模擬63-64
• 4.2 筒倉卸料PFC~(3D)模擬結(jié)果64-67
• 4.3 參數(shù)分析67-73
• 4.3.1 漏斗傾角與卸料動態(tài)側(cè)壓力的關(guān)系67-69
• 4.3.2 卸料口大小與卸料動態(tài)側(cè)壓力的關(guān)系69-71
• 4.3.3 顆粒內(nèi)摩擦系數(shù)與卸料動態(tài)側(cè)壓力的關(guān)系71
• 4.3.4 顆粒外摩擦系數(shù)與卸料動態(tài)側(cè)壓力的關(guān)系71-72
• 4.3.5 裝料形式與卸料動態(tài)側(cè)壓力的關(guān)系72-73
• 4.4 筒倉卸料機(jī)理分析73-75
• 4.5 本章小結(jié)75-77
• 5 結(jié)論與展望77-80
• 5.1 本文的主要研究結(jié)論77-78
• 5.2 本文的特色和創(chuàng)新78
• 5.3 本文存在的問題和對今后研究的建議78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84-85
• 個人簡歷85

【參考文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 趙松;筒倉貯料壓力分析及其應(yīng)用[D];武漢理工大學(xué);2013年

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本文編號：1094619