《散粒物料特性》ppt課件-文庫吧
2024-12-30 19:09 本頁面
【正文】 摩擦系數(shù) → （鋼板） 有些實驗表明 ：當谷物含水率超過 13%時，在鋼板和木板表面的靜滑動摩擦系數(shù)隨含水率增大而增大，但對動滑動摩擦系數(shù)影響不大 物料在各種表面上的滑動摩擦系數(shù)出現(xiàn)急劇變化 ↓ 必須控制環(huán)境參數(shù) 非平衡含水率下的摩擦實驗 滾動穩(wěn)定角 滾動穩(wěn)定角 ： 反映物料與接觸表面間的滾動摩擦特性 reGF ?F—滾動阻力 e—滾動阻力系數(shù) 滾動的靜態(tài)穩(wěn)定角 滾動的動態(tài)穩(wěn)定角 ??????c oss i n21s i n21s i n22212221222211RRvvvvWRvACRWFvACRWFfpADfpAD??????????????斜面滾動阻力 平面滾動阻力 滾動穩(wěn)定角與物料形狀、尺寸、質(zhì)量、表面特性、接觸表面性質(zhì)等有關 休止角 休止角：散粒物料由一定高度自然連續(xù)下落到平面上所堆積形成的圓錐母線與底平面間的夾角 反映散粒物料的內(nèi)摩擦特性、散落性能 主要用于糧倉、料倉等的設計 休止角 ↑ ， 內(nèi) 摩擦力 ↑， 散落性能 ↓ 休止角與物料形狀、尺寸、質(zhì)量、表面特性、含水率、堆積密度等有關 休止角 崩塌角 物料含水率、密度對休止角的影響 ? 顆粒在堆積過程中實際存在著多種復雜的運動狀態(tài)，是由滑動摩擦和滾動摩擦共同決定的，通常情況下顆粒問可能存在 4種相對運動： ?相對靜止 （顆粒間切向接觸力小于最大靜滑動摩擦力，且顆粒間力矩小于最大靜滾動摩擦力矩） ?相對滑動 （顆粒間切向接觸力大于最大靜滑動摩擦力，且顆粒問力矩小于最大靜滾動摩擦力矩） ?相對滾動 （顆粒間切向接觸力小于最大靜滑動摩擦力，且顆粒間力矩大于最大靜滾動摩擦力矩） ?相對滑動及相對滾動同時存在 （顆粒問切向接觸力大于最大靜滑動摩擦力，且顆粒間力矩大于最大靜滾動摩擦力矩） ? 計算顆粒力學 (putational granular dynamics， CGD)：硬球模型、軟球模型。常用離散單元法 (discrete element method， DEM) . Yu 等的研究 A， 2022 (a)卸料前； (b) 卸料后 . Yu 等的研究 B, 2022 左側為實驗結果，右側為模擬結果 (a) w=4d (b) w=12d (c) w=20d（ d=2mm） . Yu 等的研究 C， 2022 左側為實驗結果，右側為模擬結果 (a) w=4d (b) w=12d (c) w=20d （ d=5mm） 5種不同尺寸分布顆粒體系的初始松散堆積結構 5種不同尺寸分布顆粒體系的密實堆積結構 E組顆粒體系在容器移除后的塌落及砂堆形成過程中的三個瞬間 5組不同尺寸分布顆粒體系形成的堆積體 堆積過程中可能會出現(xiàn)牽引式崩塌、推移式崩塌現(xiàn)象 顆粒密度和粒度對堆積休止角也有較大的影響，在相同條件下顆粒的靜態(tài)堆積休止角隨著顆粒的摩擦系數(shù)增加而增大隨顆粒密度的增大而減小 ? 同一組均勻顆粒，最疏松、最密實狀態(tài)幾乎相同。均勻顆粒堆積體內(nèi)部組構比較單一，同態(tài)結構，穩(wěn)定態(tài)同一 ? 同一組非均勻度大的顆粒，在初始孔隙率大致相同的情況下，最小孔隙率及孔隙率的變化率相當離散 ? 非均勻散粒體：顆?；祀s、相互充填，空間宏觀均勻而細觀不均。顆?？臻g分布、堆積方式非常復雜，具有多種差異較大的穩(wěn)定狀態(tài)與破壞狀態(tài) ? 大小顆粒在坡面并非均勻間隔分布，一些區(qū)域較細顆粒居多，而一些區(qū)域僅為大顆粒，因而坡面不同區(qū)域的穩(wěn)定程度不同。在相同擾動下，大顆粒穩(wěn)定性大于細顆粒，非均勻度越大，穩(wěn)定程度的多樣化、復雜性越明顯 ? 顆粒堆積過程中，臨界角（休止角）由坡面最不穩(wěn)定的顆粒所控制，還取決于未達到臨界態(tài)的區(qū)域所占的比例，局部穩(wěn)定性的總和構成了總體穩(wěn)定性 堆積穩(wěn)定性 宏觀穩(wěn)定性與微觀穩(wěn)定性 ? 微觀上看，顆?；瑒訒r，滑動面不可能穿過顆粒本身，顆粒在外力作用下沿接觸面翻轉(zhuǎn)。這種沿不規(guī)則波動面的轉(zhuǎn)移，必然牽動附近所有顆粒，很難形成一個單一的剪切面，而是形成具有一定厚度的剪切擾動帶。這表明，即使宏觀上各處的剪切力相等，微觀上顆粒的受力也大不相同，坡面各部分潛在滑動能力 (失穩(wěn)程度 )也不一樣 ? 若坡腳顆粒失穩(wěn)，則會引起坡面的牽引式滑動；若坡腳顆粒穩(wěn)定不動，則坡面的崩塌流動多會在坡腳附近停住 ? 推移式滑動與坡腳邊界條件關系較大，而牽引式滑動由于有運動慣性的作用，邊界影響降低。因此，宏觀穩(wěn)定概率似乎處處相同的坡面，局部穩(wěn)定性不同，有的地方已近滑動，有些地方受力卻不大 ? 散粒體與連續(xù)固體介質(zhì)的最大差異在于其絲毫不能承受拉應力 Luding， 2022 堆積 (Hard Sphere) 等粒徑，規(guī)則排列 不等粒徑，隨機排列 應力鏈 Goldenberg描述的有序?qū)ΨQ排列顆粒介質(zhì)集合中荷載力傳遞的路徑
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