振動(dòng)對(duì)生物材料密實(shí)化的影響機(jī)制.pdf

1、化石燃料由于其儲(chǔ)量有限,不可再生,且對(duì)環(huán)境的污染比較嚴(yán)重,已經(jīng)制約了社會(huì)的發(fā)展。生物材料是一種可再生的綠色能源,是傳統(tǒng)化石燃料的天然替代品。然而,由于生物材料密度小、體積大、濕度高導(dǎo)致了運(yùn)輸、生產(chǎn)和存儲(chǔ)的成本較高,為了解決這些問(wèn)題,對(duì)生物材料進(jìn)行密實(shí)化處理顯得尤為重要。本文對(duì)生物材料的密實(shí)化過(guò)程進(jìn)行了研究。
　　現(xiàn)有的生物材料密實(shí)化模型大多是經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?由于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃茈y說(shuō)明生物材料的密實(shí)化機(jī)制。為了解決這一問(wèn)題,本文采用離散元法研究

2、生物材料的密實(shí)化過(guò)程,此方法可以通過(guò)追蹤單個(gè)顆粒的運(yùn)動(dòng)得到顆粒集合體的整體運(yùn)動(dòng)狀態(tài),從而準(zhǔn)確的描述生物材料的密實(shí)化過(guò)程。
　　本文基于離散元法對(duì)顆粒的生成和重力作用下的自由堆積過(guò)程進(jìn)行了模擬,并用系統(tǒng)的平均不平衡力和任意一個(gè)顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)證實(shí)顆粒在重力作用下達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài);然后分別研究了顆粒在靜壓和振動(dòng)作用下的密實(shí)過(guò)程,并從宏觀和微觀描述了生物顆粒在密實(shí)過(guò)程中結(jié)構(gòu)的變化,同時(shí)得到了靜壓密實(shí)和振動(dòng)密實(shí)下軸向壓強(qiáng)和側(cè)向壓強(qiáng)的變化情況,

3、并且進(jìn)行了比較分析,對(duì)不同屈服極限的顆粒材料在振動(dòng)密實(shí)過(guò)程中軸向壓強(qiáng)和側(cè)向壓強(qiáng)的變化情況進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,在靜壓密實(shí)和振動(dòng)密實(shí)的過(guò)程中,隨著活塞對(duì)顆粒作用力的增加,顆粒的密度、配位數(shù)、平均配位數(shù)都在增加,說(shuō)明了顆粒間的空隙減少,形成了更加密實(shí)的結(jié)構(gòu)。此外,振動(dòng)密實(shí)下的軸向壓強(qiáng)和側(cè)向壓強(qiáng)均小于靜壓密實(shí)的軸向壓強(qiáng)和側(cè)向壓強(qiáng),對(duì)屈服極限較小的生物顆粒進(jìn)行密實(shí)化處理時(shí)可得到較小的軸向壓強(qiáng)和較大的側(cè)向壓強(qiáng),反之也成立。最后,基于傳熱學(xué)的基本理