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改进颗粒组构力学模型模拟筒仓卸粮成拱细观机理
被引量：
9
1
作者
冯永
李萌
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第20期286-293,共8页
现有研究表明筒仓卸粮成拱和粮食的内外摩擦密切相关,但现行相关离散元模拟采用单一圆形颗粒,模拟粮食的真实接触面积要小很多,不能客观反映卸粮过程粮食的摩擦情况,也较难还原卸粮成拱现象的细观动态过程。该文针对离散元模拟中圆形颗...
现有研究表明筒仓卸粮成拱和粮食的内外摩擦密切相关,但现行相关离散元模拟采用单一圆形颗粒,模拟粮食的真实接触面积要小很多,不能客观反映卸粮过程粮食的摩擦情况,也较难还原卸粮成拱现象的细观动态过程。该文针对离散元模拟中圆形颗粒的内摩擦力小于真实粮食内摩擦力的缺陷,在已有PFC离散元程序基础上,添加了黏度系数较大的微型颗粒模拟粉尘,建立了一种改进颗粒组构力学模型,采用几何方法判断圆形颗粒间的接触情况,推导出基本单元间力-位移关系。基于典型事故案例和室内试验成果,采用建立的颗粒组构力学模型模拟了卸粮成拱动态过程中圆形大颗粒间以及圆形小颗粒与仓壁之间的力-位移关系。研究表明在卸粮过程中,切应力在剪切位移达到0.3mm的过程中,迅速提高,达到最大值切应力的60%,所得的切应力位移图与其应力特征曲线与试验成果基本吻合。以试验结果曲线各点值为标准值,改进后模拟结果曲线值的标准差相比改进前减小37%,说明曲线相似度更高,利用该模型可更加客观反映筒仓卸粮成拱的动态细观机理。该文提出的改进颗粒组构力学模型,不仅可用于模拟卸粮成拱机理模拟,而且对于模拟散颗粒流动特性、散体-仓壁相互作用机理都具有一定借鉴意义。
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关键词
模型
离散元
力学特性
卸粮成拱
细观机理
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职称材料
筒仓卸粮成拱超压系数的动态演变过程研究
被引量：
2
2
作者
冯永
刘杰
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期1036-1042,I0008,I0009,共9页
为了分析筒仓卸粮成拱时仓壁超压的形成机制并量化仓壁超压的计算,基于二次超压理论提出了二次超压定量分析的理论计算模型。将超压分为稳定卸粮超压和成拱超压,并引入成拱超压系数C2(C2=(成拱超压值+常规超压值)/常规超压值)。通过试...
为了分析筒仓卸粮成拱时仓壁超压的形成机制并量化仓壁超压的计算,基于二次超压理论提出了二次超压定量分析的理论计算模型。将超压分为稳定卸粮超压和成拱超压,并引入成拱超压系数C2(C2=(成拱超压值+常规超压值)/常规超压值)。通过试验及数值分析验证了筒仓卸粮成拱超压系数的动态变化。研究表明:在仓壁选取监测点位3号、4号和5号,50mm尺寸出料口的成拱超压系数分别为2.15、2.29和2.26;在相同监测点处,成拱超压系数随出料口尺寸的增大而增大,在100mm尺寸出料口的5号监测点处可达到2.88;50mm、75mm、100mm出料口尺寸模型的常规超压系数恒定为1,在3个监测点处的成拱超压系数的最大值分别为2.29、2.43、2.88,说明改变出料口尺寸即改变筒仓出料速度对常规超压系数影响不大,而对成拱超压系数影响较大。
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关键词
超压系数
数值模拟
二次超压
卸粮成拱
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职称材料
题名
改进颗粒组构力学模型模拟筒仓卸粮成拱细观机理
被引量：
9
1
作者
冯永
李萌
机构
河南工业大学土木建筑学院
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第20期286-293,共8页
基金
国家自然科学基金:筒仓卸粮成拱及其对仓壁超压作用的动态演进机制研究(51708182)
河南省教育厅基础研究项目:多因素作用下的仓内粮食结拱及塌陷机理研究(16B560002)
文摘
现有研究表明筒仓卸粮成拱和粮食的内外摩擦密切相关,但现行相关离散元模拟采用单一圆形颗粒,模拟粮食的真实接触面积要小很多,不能客观反映卸粮过程粮食的摩擦情况,也较难还原卸粮成拱现象的细观动态过程。该文针对离散元模拟中圆形颗粒的内摩擦力小于真实粮食内摩擦力的缺陷,在已有PFC离散元程序基础上,添加了黏度系数较大的微型颗粒模拟粉尘,建立了一种改进颗粒组构力学模型,采用几何方法判断圆形颗粒间的接触情况,推导出基本单元间力-位移关系。基于典型事故案例和室内试验成果,采用建立的颗粒组构力学模型模拟了卸粮成拱动态过程中圆形大颗粒间以及圆形小颗粒与仓壁之间的力-位移关系。研究表明在卸粮过程中,切应力在剪切位移达到0.3mm的过程中,迅速提高,达到最大值切应力的60%,所得的切应力位移图与其应力特征曲线与试验成果基本吻合。以试验结果曲线各点值为标准值,改进后模拟结果曲线值的标准差相比改进前减小37%,说明曲线相似度更高,利用该模型可更加客观反映筒仓卸粮成拱的动态细观机理。该文提出的改进颗粒组构力学模型,不仅可用于模拟卸粮成拱机理模拟,而且对于模拟散颗粒流动特性、散体-仓壁相互作用机理都具有一定借鉴意义。
关键词
模型
离散元
力学特性
卸粮成拱
细观机理
Keywords
models
discrete element method
mechanical properties
unloading grain and arching
meso-scopic mechanis
分类号
TU312.3 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
筒仓卸粮成拱超压系数的动态演变过程研究
被引量：
2
2
作者
冯永
刘杰
机构
河南工业大学土木建筑学院
出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期1036-1042,I0008,I0009,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51708182)
河南省教育厅基础研究项目(16B560002)。
文摘
为了分析筒仓卸粮成拱时仓壁超压的形成机制并量化仓壁超压的计算,基于二次超压理论提出了二次超压定量分析的理论计算模型。将超压分为稳定卸粮超压和成拱超压,并引入成拱超压系数C2(C2=(成拱超压值+常规超压值)/常规超压值)。通过试验及数值分析验证了筒仓卸粮成拱超压系数的动态变化。研究表明:在仓壁选取监测点位3号、4号和5号,50mm尺寸出料口的成拱超压系数分别为2.15、2.29和2.26;在相同监测点处,成拱超压系数随出料口尺寸的增大而增大,在100mm尺寸出料口的5号监测点处可达到2.88;50mm、75mm、100mm出料口尺寸模型的常规超压系数恒定为1,在3个监测点处的成拱超压系数的最大值分别为2.29、2.43、2.88,说明改变出料口尺寸即改变筒仓出料速度对常规超压系数影响不大,而对成拱超压系数影响较大。
关键词
超压系数
数值模拟
二次超压
卸粮成拱
Keywords
overpressure coefficient
numerical simulation
secondary overpressure
unloading grain into arch
分类号
TU249.2 [建筑科学—建筑设计及理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
改进颗粒组构力学模型模拟筒仓卸粮成拱细观机理
冯永
李萌
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
9
在线阅读
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职称材料
2
筒仓卸粮成拱超压系数的动态演变过程研究
冯永
刘杰
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020
2
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