顆粒材料的流動(dòng)性質(zhì)及其應(yīng)用.pdf

1、顆粒介質(zhì)由于其離散的特性，表現(xiàn)出不同于連續(xù)體的力學(xué)性質(zhì)。近些年來(lái)，顆粒物質(zhì)的研究受到力學(xué)、化工、土木及物理等領(lǐng)域的熱切關(guān)注。在顆粒物質(zhì)的諸多力學(xué)現(xiàn)象中，其流動(dòng)行為廣泛存在于滑坡、泥石流、雪崩等自然災(zāi)害與礦石儲(chǔ)運(yùn)、化學(xué)工業(yè)等工業(yè)生產(chǎn)中，因此其力學(xué)性質(zhì)的研究有著重要的應(yīng)用前景與科學(xué)意義。本文通過(guò)對(duì)顆粒物質(zhì)流動(dòng)過(guò)程中所表現(xiàn)出的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了試驗(yàn)研究與DEM模擬，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了深入分析。
　　第一章介紹了顆粒介質(zhì)的典型特性及其研究背

2、景，特別是近些年來(lái)關(guān)于顆粒物質(zhì)流動(dòng)性質(zhì)的研究以及環(huán)剪試驗(yàn)的研究進(jìn)展。
　　第二章通過(guò)自主設(shè)計(jì)的環(huán)剪試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)顆粒介質(zhì)在剪切作用下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。研究了剪切速率、法向壓力等參數(shù)對(duì)剪切力、切應(yīng)變的作用和影響，試驗(yàn)結(jié)果表明顆粒材料在受剪發(fā)生變形的過(guò)程中，由于其離散的特性，存在一個(gè)臨界條件。當(dāng)法向壓力、剪切速率等條件滿足時(shí)，整個(gè)顆粒體系才發(fā)生剪切變形，否則只在淺層顆粒發(fā)生剪切變形。
　　第三章建立了環(huán)剪試驗(yàn)的DEM模型，并針對(duì)第二

3、章的試驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了DEM模擬，對(duì)速度場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)軌跡、力鏈等參數(shù)進(jìn)行分析，驗(yàn)證和補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)中所得到的結(jié)論。
　　第四章對(duì)筒倉(cāng)內(nèi)部顆粒介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了試驗(yàn)研究與DEM模擬，研究了筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)在卸料過(guò)程中，其內(nèi)部顆粒介質(zhì)流出時(shí)所表現(xiàn)出的力學(xué)行為。
　　第五章通過(guò)建立顆粒緩沖試驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)重物沖擊剛性表面時(shí)產(chǎn)生的沖擊力進(jìn)行測(cè)量。研究了不同的顆粒厚度、初始沖擊力下，顆粒介質(zhì)的緩沖性能。并發(fā)現(xiàn)當(dāng)沖擊力與顆粒厚度滿足一定的關(guān)系時(shí)，存在一個(gè)臨界條