發(fā)布時間：2021-01-01 16:38

　　顆粒介質(zhì)是自然界、交通工程和建筑工程等領(lǐng)域中廣泛存在的一種材料組織形式。對于顆粒介質(zhì)中力的傳遞分布規(guī)律研究,已有的概率理論模型和實驗、仿真結(jié)果差距大,亟待發(fā)展一種更精細準確的理論模型。部分學(xué)者研究了顆粒介質(zhì)在己知動載荷作用下的動力學(xué)響應(yīng),仍缺乏碰撞載荷作用下其瞬態(tài)力學(xué)行為的分析。由于碰撞載荷曲線不僅與接觸區(qū)形狀、材料和接觸剛度有關(guān),而且在計算碰撞載荷曲線時還需處理非線性單邊接觸約束,因此顆粒介質(zhì)多點碰撞問題較為困難,對于此類問題的瞬態(tài)響應(yīng)分析方法很不完善。本文針對顆粒介質(zhì)的多點接觸碰撞問題,采用理論和數(shù)值方法進行了研究,具體研究內(nèi)容如下:（1）探討了顆粒介質(zhì)中力的分布概率的兩種近似方法,基于這兩種方法本文提出新的力的傳遞概率理論模型。對六角密排型顆粒介質(zhì)在集中靜載荷作用下各層顆粒中豎向作用力的分布狀態(tài)進行研究。得到了三種方法下顆粒介質(zhì)中各層顆粒受上層顆粒豎向作用力隨水平位置的分布。結(jié)果表明,兩條峰線上的力隨著層數(shù)的增加呈冪函數(shù)衰減的規(guī)律。觀察兩條峰線內(nèi)各層顆粒中豎向作用力分布曲線,發(fā)現(xiàn)等分配比率近似會導(dǎo)致其呈現(xiàn)單峰;非等分配比率會導(dǎo)致其呈現(xiàn)等高雙峰。本文方法會導(dǎo)致其呈現(xiàn)雙峰,但峰值比第... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１砂石?圖１．２糧食筒倉??顆粒介質(zhì)內(nèi)的相互作用以碰撞和摩擦為主，使其為非保守體系，它的變形由??

以下文所仿真的力學(xué)模型為對象，討論二維的、六角密排的顆粒介質(zhì)［４７］，從??接觸力的傳遞情況可知，兩條主要傳遞路徑與邊界將其劃分為三個部分，編號為??Ｉ、ＩＩ和ＩＩＩ，見圖２．１。可知，區(qū)域Ｉ和ＩＩ關(guān)于載荷Ｐ的作用線對稱，區(qū)域ＩＩＩ也??關(guān)于這條線自對稱。在此模型中，僅考慮豎直方向的力在第ｉＶ層隨水平位置Ｍ??的分布（其中＃為層數(shù)，Ｍ為某區(qū)域內(nèi)水平方向的顆粒數(shù)）。??圖２．１顆粒材料受集中載荷力作用的影響區(qū)域??圖２．２?（ａ）表示第一層受載荷顆粒的受力情況，受到下層相鄰兩個顆粒的支??撐。比如顆粒１與顆粒２和３的接觸情況。圖２．２?（ｂ）表示中間層受載荷顆粒的??受力情況，比如顆粒５與顆粒２、３、８和９的接觸情況。圖２．２?（ｃ）圖表示底層??顆粒的受力情況，比如顆粒８與顆粒４和５的接觸情況。??－６－??

顆粒介質(zhì)多點接觸碰撞的瞬態(tài)動力學(xué)分析??對于一個ｉＶ＝ｌ〇的顆粒系統(tǒng)，假定每相鄰層的兩條主要傳遞路徑上顆粒的分??配比是＾＝０．７，則兩條傳遞路徑上的顆粒受到豎向力進行無量綱化，見圖２．３。圖??２．３（ａ）是峰線上顆粒的豎向力變化曲線，圖２．３（ｂ）峰線內(nèi)底層顆粒的豎向力變化曲線。???：??０．２５－１????０．５?－?—?Ｆｙ／Ｐ?—尸／戶??Ａ．?°．２。．丨廠＼??多?０Ｊ．?＼?ｈ?Ｉ?＼??０．２－?Ｋ．?＾０１０＇?；?／?Ｖ??０．１－?００５－?：?／?＼??Ｋ?＼??０．０－１???１???．???１???．??０．００－１——Ｔ——■?．?■?．?■?．?＂——??２４６８?１０?２４６８?１０??Ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｐａｒｔｉｃｌｅ?Ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｐａｒｔｉｃｌｅ??圖２．３?（ａ）峰線上顆粒的豎向力變化曲線圖２．３（ｂ）峰線內(nèi)底層顆粒的豎向力變化曲線??通過比較各層顆粒所受到的豎向載荷力，發(fā)現(xiàn)第三層的３個顆粒所受到力的??比例分別為０．３５、０．３和０．３５，即是說按此種概率模型下，第３層的中間顆粒受??到的豎直載荷力低于兩側(cè)顆粒受到的豎直載荷力，這便是顆粒介質(zhì)中的雙峰現(xiàn)象，??在某些特定區(qū)域可能出現(xiàn)。??從而得到如下幾個結(jié)論：??（１）

【參考文獻】：
期刊論文
[1]二維顆粒體系單軸壓縮形成的力鏈結(jié)構(gòu)[J]. 孫其誠,金峰,王光謙,張國華.  物理學(xué)報. 2010(01)
[2]顆粒彈塑性碰撞理論模型[J]. 何思明,吳永,李新坡.  工程力學(xué). 2008(12)
[3]靜態(tài)堆積顆粒中的力鏈分布[J]. 孫其誠,王光謙.  物理學(xué)報. 2008(08)
[4]三維顆粒堆中力傳遞實驗與分析[J]. 蔣紅英,魯進步,苗天德.  蘭州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(02)
[5]非均勻顆粒材料的類固-液相變行為及本構(gòu)方程[J]. 季順迎.  力學(xué)學(xué)報. 2007(02)
[6]二維顆粒堆中力傳遞的一個概率模型[J]. 蔣紅英,苗天德,魯進步.  巖土工程學(xué)報. 2006(07)
[7]顆粒介質(zhì)在類固-液相變過程中的時空參數(shù)特性[J]. 季順迎,Hayley H Shen.  科學(xué)通報. 2006(03)
[8]二維顆粒堆積體中力的傳遞與分布研究[J]. 劉源,繆馥星,苗天德.  巖土工程學(xué)報. 2005(04)
[9]顆粒物質(zhì)(上)[J]. 陸坤權(quán),劉寄星.  物理. 2004(09)

博士論文
[1]沖擊作用下顆粒介質(zhì)的動力學(xué)特性及尺度關(guān)系的理論研究[D]. 葉曉燕.蘭州大學(xué) 2013
[2]基于離散元模擬的巖土力學(xué)性能研究及應(yīng)變局部化理論分析[D]. 秦建敏.大連理工大學(xué) 2007

碩士論文
[1]顆粒物質(zhì)中力傳遞和阻力標度關(guān)系的理論研究[D]. 楊亞輝.蘭州大學(xué) 2015
[2]顆粒材料對沖擊載荷緩沖特性的離散元分析[D]. 樊利芳.大連理工大學(xué) 2015
[3]垂直激勵下復(fù)合顆粒鏈的動力學(xué)特性研究[D]. 丁茫.南京大學(xué) 2011
[4]二維顆粒系統(tǒng)中力分布的理論研究[D]. 張林.南京師范大學(xué) 2005



本文編號：2951631