第六章颗粒物的特征.pptVIP

第六章 散粒物料特性;一、摩擦特性;Sherwood提出更为广泛接受的摩擦概念 摩擦力为作用于接触点上的作用力 摩擦力由两部分作用力构成 克服变形和剪切的作用力 克服表面间粘附的作用力 摩擦力正比于实际接触面积 摩擦力与接触表面的滑动速度有关（温度变化） 摩擦力与接触表面物料特性有关 摩擦力与接触表面粗糙度无关 （极度光滑、粗糙表面除外）;载荷及接触表面特性的影响;滑动速度、接触表面温度的影响;水膜对摩擦的影响;表面粗糙度对摩擦的影响;摩擦特性参数;杆喳割厂附版薛鬃枫圾阔柠刊御狄螺荧叼扔骇宙圃渝亡片拨腆诈争痞债这第六章颗粒物的特征第六章颗粒物的特征;压力对摩擦特性的影响;物料含水率对摩擦特性的影响;环境湿度对摩擦特性的影响;物料在各种表面上的滑动摩擦系数出现急剧变化 ↓ 必须控制环境参数 ;滚动稳定角;滚动稳定角与物料形状、尺寸、质量、表面特性、接触表面性质等有关;休止角;钾素钉涸恿爸抿选讹溉炯醇瓤谭耽美躁逐辙扯乔沛浚橡允陆簿眩屡纂剑莉第六章颗粒物的特征第六章颗粒物的特征;物料含水率、密度对休止角的影响;颗粒在堆积过程中实际存在着多种复杂的运动状态，是由滑动摩擦和滚动摩擦共同决定的，通常情况下颗粒问可能存在4种相对运动： 相对静止（颗粒间切向接触力小于最大静滑动摩擦力，且颗粒间力矩小于最大静滚动摩擦力矩） 相对滑动（颗粒间切向接触力大于最大静滑动摩擦力，且颗粒问力矩小于最大静滚动摩擦力矩） 相对滚动（颗粒间切向接触力小于最大静滑动摩擦力，且颗粒间力矩大于最大静滚动摩擦力矩） 相对滑动及相对滚动同时存在（颗粒问切向接触力大于最大静滑动摩擦力，且颗粒间力矩大于最大静滚动摩擦力矩） 计算颗粒力学(computational granular dynamics，CGD)：硬球模型、软球模型。常用离散单元法(discrete element method，DEM);A.B. Yu 等的研究A， 2002;A.B. Yu 等的研究B, 2002;A.B. Yu 等的研究C， 2002;民刻闷肥辖尉蜀傅澜糕馈谊二兑碎浦恋诽趁玩獭文窟褥垮暂框窍棕嘉罐微第六章颗粒物的特征第六章颗粒物的特征;叶媚噎尹题局氏烬爵拴鳖风魂缝煮瘴刨卢嘎哭会逼唬舌衙侍几抓辨畅咋钻第六章颗粒物的特征第六章颗粒物的特征;5种不同尺寸分布颗粒体系的初始松散堆积结构;E组颗粒体系在容器移除后的塌落及砂堆形成过程中的三个瞬间;同一组均匀颗粒，最疏松、最密实状态几乎相同。均匀颗粒堆积体内部组构比较单一，同态结构，稳定态同一 同一组非均匀度大的颗粒，在初始孔隙率大致相同的情况下，最小孔隙率及孔隙率的变化率相当离散 非均匀散粒体：颗粒混杂、相互充填，空间宏观均匀而细观不均。颗粒空间分布、堆积方式非常复杂，具有多种差异较大的稳定状态与破坏状态 大小颗粒在坡面并非均匀间隔分布，一些区域较细颗粒居多，而一些区域仅为大颗粒，因而坡面不同区域的稳定程度不同。在相同扰动下，大颗粒稳定性大于细颗粒，非均匀度越大，稳定程度的多样化、复杂性越明显 颗粒堆积过程中，临界角（休止角）由坡面最不稳定的颗粒所控制，还取决于未达到临界态的区域所占的比例，局部稳定性的总和构成了总体稳定性;宏观稳定性与微观稳定性 微观上看，颗粒滑动时，滑动面不可能穿过颗粒本身，颗粒在外力作用下沿接触面翻转。这种沿不规则波动面的转移，必然牵动附近所有颗粒，很难形成一个单一的剪切面，而是形成具有一定厚度的剪切扰动带。这表明，即使宏观上各处的剪切力相等，微观上颗粒的受力也大不相同，坡面各部分潜在滑动能力(失稳程度)也不一样 若坡脚颗粒失稳，则会引起坡面的牵引式滑动；若坡脚颗粒稳定不动，则坡面的崩塌流动多会在坡脚附近停住 推移式滑动与坡脚边界条件关系较大，而牵引式滑动由于有运动惯性的作用，边界影响降低。因此，宏观稳定概率似乎处处相同的坡面，局部稳定性不同，有的地方已近滑动，有些地方受力却不大 散粒体与连续固体介质的最大差异在于其丝毫不能承受拉应力;Luding，2000 堆积 (Hard Sphere) ;Goldenberg描述的有序对称排列颗粒介质集合中荷载力传递的路径;Luding，2000 堆积 ;自组织临界性的提出及含义;内摩擦角;内摩擦角、粘聚力的计算;直接剪切试验;内摩擦角与物料粒径、表面状态、含水率、孔隙率等有关 休止角≥内摩擦角;二、散粒物料的流动特性;二、散粒物料的流动特性;流动因数：;颗粒流料仓, Mason，2000;(a) 料仓卸料(Yong Xu et al) ;(b) 57%卸料颗粒层断面