基于粮堆有效摩擦系数分布规律的平底筒仓储料静态压力场计算方法

基于粮堆有效摩擦系数分布规律的平底筒仓储料静态压力场计算方法

论文摘要

为准确描述筒仓储料内部任意一点的压力,同时考虑到筒仓中储料与仓壁以及储料与储料之间不一定处于临界滑动状态,其接触面上实际摩擦应力与法向压力之比≤最大静摩擦系数,定义了"有效摩擦系数",即2个物体接触面上的实际摩擦应力与法向压力之比,并对粮堆有效摩擦系数分布的进行有限元数值模拟,提出筒仓仓壁和粮堆内部有效摩擦系数分布规律的数学表达式;基于粮堆有效摩擦系数分布规律,采用储料纵向剖分和微元体静力平衡分析的方法,提出筒仓储料静态压力场计算方法;将本研究结果与数值模拟和Janssen公式计算结果进行对比分析。结果表明:1)本研究计算方法能够计算得到储料内部任意一点的竖向压力和水平压力以及筒仓侧压力,同时能够得到同一水平面上竖向压力分布的非均匀性;2)采用本研究计算方法计算得到的粮堆内部不同深度处的压力与数值模拟结果相比较,两者存在一定差异;3)采用本研究计算方法计算得到的筒仓侧压力与数值模拟和Janssen公式计算结果相比较,三者相差不大。研究可为粮食行业内涉及储料散体压力场的诸多问题提供理论支持。

论文目录

  • 1 粮堆有效摩擦系数分布的数值模拟
  •   1.1 仓壁有效摩擦系数的分布规律
  •     1)筒仓不同直径D情况下仓壁有效摩擦系数与粮堆深度、深度比的关系。
  •     2)筒仓不同装粮高度H情况下仓壁有效摩擦系数与粮堆深度、深度比的关系。
  •     3)筒仓不同外摩擦系数μw,max情况下仓壁有效摩擦系数与粮堆深度、深度比的关系。
  •   1.2 粮堆内部有效摩擦系数的分布规律
  •   1.3 粮堆任意一点有效摩擦系数
  • 2 筒仓储料静态压力场计算方法
  •   2.1 基本思想
  •   2.2 计算方法
  •     1)第0个圆柱(粮堆中心的实心粮柱)的压力。
  •     2)第1个空心圆柱的压力。第1个空心圆柱的竖向平衡方程为:
  •     3)第2个空心圆柱的压力。
  •     4)第n个圆柱的压力。
  • 3 筒仓储料静态压力场计算方法的算例验证
  • 4 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陈家豪,陈桂香,王忠旭,李润阳,李东桥

    关键词: 粮堆,筒仓,有效摩擦系数,压力场,摩擦应力,非均匀分布

    来源: 中国农业大学学报 2019年11期

    年度: 2019

    分类: 农业科技,工程科技Ⅱ辑

    专业: 建筑科学与工程

    单位: 河南工业大学土木建筑学院,河南省粮油仓储建筑与安全重点实验室

    基金: 河南工业大学高层次人才科研启动基金项目(31401176),粮食公益性行业科研专项(201513001),国家自然科学基金项目(51608176)

    分类号: TU312.1

    页码: 152-161

    总页数: 10

    文件大小: 1009K

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