钢筒仓散料静态压力的三维有限元模拟

为考察所储存散料对钢筒仓仓壁的静态压力,建立考虑散料与仓壁相互作用的钢筒仓静态散料压力三维有限元分析模型.散料假定为各向同性,塑性阶段采用Drucker Prager塑性模型,散料与仓壁之间的接触效应采用刚柔接触模型和面面接触方法进行模拟.利用所建立的有限元模型对平底钢筒仓（浅仓和深仓）及锥底钢筒仓的散料压力进行数值模拟,并将数值结果与欧洲钢筒仓规范、我国粮食钢板筒仓设计规范进行对比分析.文中还对平底钢筒仓散料的泊松比、内摩擦角、膨胀角和摩擦系数进行参数分析,结果表明泊松比和内摩擦角的影响较大.     

入放料时筒仓仓壁压力分析及贮料分布模型研究

在煤炭生产过程中,通常会将2种以上的贮料先后装到同一个筒仓中,需要研究仓壁受力和煤炭颗粒在筒仓中的分布、堆积等问题。对仅有1个入料口和1个出料口的理想筒仓,考虑结拱效应,推导出仓内各点的动态压力分布计算公式。对多刮板多出料口筒仓,考虑偏心动力拱,筒仓壁同时受到径向力作用和轴向力作用,推导出沿仓壁环形分布的压力计算公式。引入0-1变量对入放料过程进行实时模拟,建立线性规划模型得到仓下混配最优方案,为实现高效准确的贮料入仓和混配装车提供参考。     

储料的密度对立筒仓压力影响的颗粒流数值模拟

采用了基于质点体系动量守恒定律的散体介质颗粒流理论及PFC颗粒流程序,模拟了不同密度的储料在卸料过程中,仓内散状物料的流动及相互作用,并对其内部复杂的运动场、内力场以及物料对仓壁的侧压力进行了模拟分析.把模拟的仓壁侧压力结果与传统的计算理论进行了对比分析,得出了立筒仓在卸料过程中仓壁侧压力分布情况和发展规律.     

大直径圆筒仓结构边缘受力效应分析

建立了大直径圆筒仓结构的计算模型,运用力法方程进行了计算,分别研究了圆筒仓结构在贮料压力作用和温度变化作用下产生的边缘受力效应,得到了相应的边缘效应沿仓壁高度的分布曲线.分析比较表明:高壁深仓结构仓壁上的边缘效应随仓壁高度的增加衰减很快,温度作用产生的边缘效应是物料载荷作用产生的边缘效应的3倍.在高壁深仓结构工程设计中应当加强仓壁的边缘约束构件,并应重视温度作用在仓壁上产生的效应.     

深浅仓卸料压力离散元数值模拟研究

筒仓卸料时贮料作用在仓壁上的动压力出现骤然增大及震荡分布的现象,采用室内模型试验法和离散单元法,通过改变筒仓高径比来研究贮料在静态储粮状态和卸料过程中的力学行为,从宏观流态和细观颗粒层次研究贮料颗粒物质的力学行为及二者的本质联系。采用锥形漏斗筒仓,贮料为小麦,装料高4.4 m,直径1.5 m,漏斗高0.7 m,在室内模型试验验证的基础上,利用离散元PFC2D软件分别建立6个不同高径比的深浅模型仓,对筒仓卸料过程进行数值模拟,对静压力、动压力以及超压系数进行对比分析,并从宏观流态和细观动力拱两方面来探究筒仓侧壁动压力增大的原因。结果表明:试验最大动压力发生在筒仓下部约1/3处,模拟最大动压力发生在筒仓下部约1/4处;相同高度、较大直径的筒仓最大动压力随直径增大呈整体上升趋势,但非线性;流态不同、动力拱发生时间不同是深浅仓动压力不同的重要原因。     

筒仓仓壁摩擦对仓壁侧压力影响的研究

采用离散单元法模拟分析仓壁摩擦因数不同的筒仓在贮料和卸料工况下的仓壁侧压力变化。研究结果表明,卸料引发的仓壁峰值压力分布为筒仓结构设计的控制压力。随着仓壁摩擦因数的增大,超压因数呈增大的趋势,而筒仓侧壁的静止压力和卸料压力峰值均有减小的趋势,且摩擦因数对仓壁侧压力的影响程度随着深度的增加而增大。     

利用DunCan-Chang模型分析钢板仓壁静压力

用有限元法计算仓壁静压力 ,分析中引入三种类型单元模拟贮料 筒仓组合结构 :轴对称薄壳单元、轴对称物料单元、物料与仓壁间的界面单元。物料本构关系采用DunCan Chang非线性弹性模型 ,物料与仓壁间的摩擦作用采取指数函数形式。由算例证实了计算结果与实测值之间有很好的一致性。     

筒仓中贮料结拱原因及其理论分析

本文叙述了筒仓贮料结拱原因、形成机理,并根据弹性力学的薄壳理论建立了贮料在圆筒仓、矩形筒仓内结拱的拱面方程,同时也给出求解贮料结拱后,作用于仓壁的拱脚水平推力的表达式。     

考虑散体拱效应的筒仓仓壁侧压力计算方法

散体储料中水平拱对筒仓仓壁侧压力的影响较大,以筒仓仓壁面、平衡拱面和滑动面所包围的储料作为隔离体模型探究仓壁侧压力,对隔离体中单位微元受力分析,提出了考虑粮拱效应的筒仓仓壁侧压力计算方法,并将其仓壁侧压力计算结果与其他未考虑粮拱效应理论、有限元结果、实仓试验结果进行对比分析。结果表明：相较于其他未考虑粮拱效应的理论、有限元结果,该计算结果略大,说明粮拱效应会使仓壁侧压力有一定程度的增大;仓壁侧压力计算结果与实仓试验结果基本吻合,一定程度上验证了该计算方法的有效性。研究结果可为解决筒仓结拱、筒仓超压等问题提供理论依据。     

基于能量转换的筒仓卸料动态压力机理研究

分析筒仓装卸料过程中仓壁和仓内贮料两者之间能量的相互转换,深入研究两者是如何进行能量的转化与转移并且探究仓壁动态压力的增大机理。筒仓卸料的进程中,仓壁的应变得以恢复也即是释放了储存的应变能,筒仓内部的平衡被打破,仓壁受到贮料的压力为被动压力,以此来解释动态压力增大机理,在此基础上运用能量原理推导公式并且进行理论分析。     

Lateral Pressure of RC Silos with Static and Dynamic Granular Materials

This paper aims at analyzing material-induced lateral pressure of RC cylinder silo in both static and dynamic condition using the finite element method (FEM).In the finite element software ABAQUS, concrete material is modeled by concrete damaged plasticity model, and stored materials in silo is modeled by the hypoplastic theory.In terms of numerical model, shell elements (S4R) and solid elements (C3D8) are applied for model silo wall and stored materials respectively. The interaction between silo wall and stored materials is simulated by Coulomb friction model and penalty contact constrain provided by ABAQUS.The numerical results are verified with the existing experimental data that are designed to ensure the validation of such numerical model using FEM and it obtains good agreements between numerical results and experimental data.Then the material parameters are analyzed in both static and dynamic condition.According to the analysis, it is clear that critical friction angle, initial void ratio and minimum void ratio have an obvious effect on static lateral pressure while all the material parameters affect dynamic lateral pressure at different levels. In addition, differences of silo wall between elastic and plastic state are analyzed in dynamic condition.The numerical results show that it contributes to increasing dynamic pressure when silo wall enters into the plastic state.Finally, this paper discusses the time-history lateral pressure at different heights along silo wall, and analytical results indicate that larger acceleration values play main roles in producing the maximum lateral pressure at higher part of the silo wall.     

环向预应力加固圆形混凝土筒仓的静力性能

为了研究环向预应力碳纤维条带加固钢筋混凝土筒仓在贮料荷载下的受力性能,本文主要考虑了有无预应力、预应力大小、材料厚度、宽度以及加固形式对加固效果的影响,对5种针对不同影响因素的加固模型进行对比分析．结果表明:采用环向预应力加固钢筋混凝土筒仓可有效限制仓壁径向位移和混凝土、钢筋应力,并改善其整体应力水平;预应力的施加可较大程度提高碳纤维条带中的应力,使其高强特性发挥更加充分;加固时,碳纤维材料的厚度宜为0.35～0.5 mm,预应力宜为其抗拉强度的10％～15％．     

大型整体式浅圆贮煤筒仓局部堆煤作用有限元分析

整体式浅圆筒仓无温度缝,整个筒仓作为整体承受堆煤压力,局部堆煤压力为非平衡力,使筒仓产生不均匀的变形和位移,对筒仓顶部的网架结构、仓壁和基础造成不利影响.以某电厂大型整体式浅圆贮煤筒仓为例,使用大型通用有限元软件ANSYS进行三维非线性有限元分析,比较了在不同范围的局部堆煤压力作用下,筒仓仓壁、桩基础的响应特征,找出了最不利堆煤角度,对工程设计具有一定的指导意义.     

施工温度对巨型贮煤筒仓结构性能的影响

温度作用对巨型贮煤筒仓结构性能有不可忽视的影响,但是筒仓混凝土施工合拢温度对结构在使用过程中的性能影响,尚未有详细论著.本文运用ANSYS有限元分析软件对一个直径120 m的钢筋混凝土圆形贮煤筒仓进行分析,得出施工温度与筒仓结构响应之间的关系,用以指导在不同季节施工的此类筒仓设计.     

地下圆形粮仓钢板-混凝土组合仓壁弹性应力计算公式推导与验证

地下粮仓因其周围地层的低温或准低温环境对保障粮食品质安全具有显著优势,它是构建绿色生态储粮体系的重要技术支撑.结合工程实际提出一种圆形钢板-混凝土组合地下粮仓,该新型地下粮仓的圆筒形仓壁是由钢板和混凝土两种异材组成的钢板-混凝土组合仓壁(薄柱壳),其强度计算决定着组合仓壁的安全性,是首要应该解决的问题.弹性力学经典的受...     

料仓结构设计中的贮料压力计算分析

料仓贮料压力计算是料仓结构设计中的重要一环,其计算方式分为深仓和浅仓两种。本文通过具体算例分析,对钢筋混凝土料仓和钢料仓在贮料压力计算中应注意的压力复核问题进行了总结,提出了较实用的解决办法。     

钢筋混凝土筒仓仓壁强度有限元分析

采用有限元法对钢筋混凝土筒仓仓壁受力进行了静力有限元计算,得到了仓壁的详细应力分布情况,以及钢筋和混凝土共同受力时各自承担的环向拉力.基于计算结果对仓壁受力进行了分析,结果表明:我国的《混凝土筒仓设计规范》能够满足仓壁的静力强度要求.     

柱承式立筒排仓贮料侧压力地震响应试验研究

为研究立筒排仓贮料对仓壁动态侧压力的地震响应规律,设计制作了缩尺比例为1∶25的柱承式立筒排仓和独立单仓模型,进行了3条地震波下不同地震动水准的振动台试验,分析获得两种模型的贮料地震响应特性、仓壁动态侧压力的变化规律与超压系数.研究结果表明:1)地震时仓内贮料与仓壁存在的相位差与仓体位置及测点位置相关;2)边仓与中仓仓...