發(fā)布時間：2022-01-22 04:57

　　糧食等散體物料具有復(fù)雜的力學(xué)特性。由于可以承受靜態(tài)剪切力,導(dǎo)致其空間靜應(yīng)力不能像流體壓力計算那樣取零剪切力的靜態(tài)“固-液”邊界,而是要考慮有剪切力的“固-固”邊界,同時還需要確定物料的本構(gòu)關(guān)系。目前,在筒倉糧食儲料壓力理論分析中,小麥等糧食物料還沒有適宜的本構(gòu)模型,而儲料壓力問題的邊界條件也僅是簡單定義倉壁邊界和糧堆自由面兩處,限制了儲料壓力問題的求解精度和適用范圍。因此,僅以目前的條件難以推導(dǎo)普適的糧食壓力的計算方法。而試驗研究又受到填料方式、倉體變形、填料時內(nèi)置傳感器偏移、糧堆內(nèi)部應(yīng)力及倉壁摩擦力難以觀測等問題的困擾,有效且可重復(fù)的試驗方案還很少見。對此,本文以筒倉散裝糧堆為研究對象,進(jìn)行了模型筒倉試驗及儲料壓力理論研究,主要內(nèi)容如下:（1）提出筒倉內(nèi)部的摩擦力（倉壁摩擦力和糧堆內(nèi)部豎向切應(yīng)力）沿倉徑方向和深度方向的變化是造成糧堆同一深度豎向壓力不均勻分布的主要因素。基于數(shù)值模擬結(jié)果和試驗數(shù)據(jù),討論了在筒倉直徑、裝糧高度、外摩擦系數(shù)、糧堆深度、深度比等因素影響下,摩擦效應(yīng)在倉壁處和糧堆內(nèi)部的分布規(guī)律,并以此提出了筒倉摩擦效應(yīng)的分段數(shù)學(xué)表達(dá)式。（2）根據(jù)筒倉摩擦效應(yīng)的分布規(guī)律,本文將... 

【文章來源】：河南工業(yè)大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

筒倉結(jié)構(gòu)安全是倉房建設(shè)的首要問題，對于筒倉來講，其邊界壓力是結(jié)構(gòu)安全中最重要

被動土壓力偏小。1895 年，德國學(xué)者 Janssen[2]以筒倉為研究對象，根據(jù)微元體靜力平衡狀態(tài)，如圖1.3 所示，推導(dǎo)了著名的 Janssen 公式，首次實現(xiàn)了倉內(nèi)顆粒行為的數(shù)學(xué)描述。圖 1.3 微元體受力狀態(tài)Janssen 公式基于如下假設(shè)：

然后隨著深度的增加逐漸增大，在筒倉底部等于 Rankine 主動壓力系數(shù)。只有假定筒倉無限深時，K 才可視為常量。2006 年，張興剛等[13]提出一種圓盤堆積模型（如圖 1.4 所示），假定填充顆粒在薄壁筒結(jié)構(gòu)中規(guī)則堆積而成，二維空間內(nèi)，每個顆粒均呈圓盤狀。建立了顆粒間的力傳遞方程，通過設(shè)定側(cè)向傳遞系數(shù) q 這個概念，得到了倉底壓力隨圓盤層數(shù)增加逐漸趨于飽和的現(xiàn)象（類似于糧倉效應(yīng)），并提出因邊界摩擦引起的力傳遞系數(shù)及顆粒間的力傳遞規(guī)律是引起壓力飽和的根本原因。2017 年，張興剛等[14]等將圓盤堆積模型簡化為格點系統(tǒng)模型（如圖 1.5 所示），在 q 模型的基礎(chǔ)上引入摩擦傳遞系數(shù) p（表征側(cè)壁與顆粒之間的摩擦所導(dǎo)致的格點總輸入力被器壁吸收的程度）�；谶@種思想，得到了倉底壓力沿徑向的分布規(guī)律，其壓力分布為一條圓滑的曲線，倉心處最高，邊緣處接近于 0。這個方法很好地還原了倉底壓力的非均勻分布現(xiàn)象，是一種十分有價值的研究思想。但由于其研究基于二維模型，難以反映三維空間模型的復(fù)雜特征，并且真實顆粒排序會呈現(xiàn)出極大的離散性，所以這種既定排序的方法暫時無法用于指導(dǎo)工程實踐。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]筒倉靜態(tài)儲糧的邊界壓力及倉壁摩擦力試驗研究[J]. 韓陽,李東橋,陳家豪,靜行,段君峰.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2018(13)
[2]筒倉糧堆內(nèi)部豎向壓力計算方法[J]. 李東橋,韓陽,陳家豪,靜行,段君峰.  中國糧油學(xué)報. 2018(06)
[3]考慮中間主應(yīng)力效應(yīng)的筒倉側(cè)壓力計算[J]. 孫珊珊,趙均海,張常光.  建筑科學(xué)與工程學(xué)報. 2018(03)
[4]二維顆粒堆積中壓力問題的格點系統(tǒng)模型[J]. 張興剛,戴丹.  物理學(xué)報. 2017(20)
[5]鋼筋混凝土筒倉散料的靜力相互作用分析[J]. 周長東,郭坤鵬,孟令凱,張曉陽.  同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(11)
[6]小麥力學(xué)參數(shù)的三軸壓縮試驗研究[J]. 許啟鏗,陳家豪,王錄民.  河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(05)
[7]二維晶格顆粒堆積中側(cè)壁的壓力分布與轉(zhuǎn)向系數(shù)[J]. 楊林,胡林,張興剛.  物理學(xué)報. 2015(13)
[8]糧倉內(nèi)顆粒壓力的測量:Janssen行為及其偏差[J]. 李智峰,彭政,蔣亦民.  物理學(xué)報. 2014(10)
[9]二維靜態(tài)顆粒體系中轉(zhuǎn)向系數(shù)與體積分?jǐn)?shù)的實驗研究[J]. 高立科,胡林,張興剛,鄧雄.  山東大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版). 2014(01)
[10]小麥摩擦特性的試驗研究[J]. 程緒鐸,陸琳琳,石翠霞.  中國糧油學(xué)報. 2012(04)

博士論文
[1]筒倉內(nèi)散體側(cè)壓力沿倉壁分布研究[D]. 陳長冰.合肥工業(yè)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]不同維度下顆粒鏈的糧倉效應(yīng)[D]. 王晶.北京理工大學(xué) 2016
[2]糧倉系統(tǒng)的應(yīng)力測量和分析[D]. 李智峰.中南大學(xué) 2014
[3]糧食的內(nèi)摩擦角、彈性模量及體變模量的實驗研究[D]. 安蓉蓉.南京財經(jīng)大學(xué) 2010



本文編號：3601588