基于离散元的砌块振动成型密实过程的模拟与实验研究

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1、太原理T人学硕lj研究生学位论文calculation，andthecalculationoftimestep．ThesimulationofthevibratingprocessisdonebythediscreteelementmethodanalysissoRware——PFC2D．Thechangeofporosityintheprocessofvibrationofgranulegroupsisstudiedandthechangelawisrevealed．Theeffectoffoura

2、spectsisalsodiscussed，whicharefrictioncoefficientofgranular,particlesize，vibrationfrequencyandamplitude．Theporosityispositivelyrelatedtofrictioncoefficientofgranularandnegativelycorrelatedtoparticlesize．Quadriccurvecanbeusedtomodeltherelationshipbetween

3、vibrationamplitudeandporosity．Thefluctuationofchangeofporositycanbedecreasedbychoosinghighervibrationfrequency．Theseresearchresultspossessacertainreferencevaluetothedesignofvibrationparametersandimprovethequalityofbuildingblock．KEYWORDS-．discreteelement

4、method，simulationtest，changeofporosity,parametersofgranulegroups，vibrationparametersV声明尸明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：盗每】日期：型里堡：妥：2关于学位论文使用权的说明本人完

5、全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流办目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签’名：鲨巨2日期：．丝望：笸：!导师签名：—j纽弘日期：一太腺理T人学坝Ij彤f究生学位论义1，1问题的提出和意义第一章绪论为有效地保护耕地、节约能源和改善环境，砌块已成为国

6、家新型墙体材料主导产品之一。但目前在砌块生产上存在许多问题，例如密实度不稳定，开裂，渗漏，成型周期长等。合适的原材料和配比、良好的成型设备、正确的养护方法是生产优质建筑砌块的重要条件。在砌块生产中，对原材料的研究、对养护方法的研究都比较多，也早有成熟的结论。相对来讲，对成型设备的研究较少，特别是对成型机理的研究更是少得可怜，即便是有一些零星的论述谈及，也多是从整体的、宏观的角度讨论，定性研究多，定量研究几乎没有。砌块强度在很大程度上取决于砌块的密实度及均匀性，当混凝土密实度提高1％，砌块抗压强度可提高

7、4％左右，如何提高砌块密实度和均匀性，应该是成型工艺与设备首先要解决的问题。砌块振动成型是将混合好的混凝土和骨料装在模箱中，通过对模箱或振动台施加振动加压成型。在高频振动和压力作用下混凝土颗粒和骨料之问发生相对错动、颗粒重新排列、小颗粒填充到大颗粒之间的间隙等，使得成型物料得到密实。因此，研究振动作用下的散体密实过程就显得非常有意义。在对散粒体进行研究的方法中，目前比较适合的最佳方法是离散单元法，离散元法～DEM(DiStinctE1ementMethod)是70年代才’发展起来的适用于散体力学数值模

8、拟的计算方法，主要研究离散体的运动、变形，接触颗粒间的相互作用等。此种方法既可以充分考虑散体在加载后，其颗粒之间由于联系破坏而发生分离与新的接触，又能考虑散体本身的弹塑性变形。因此，该数值方法与其他方法相比具有优越性。离散元广泛应用于散体力学、岩土力学、土壤力学、颗粒力学、结构一岩土工程、化学工程、食品工程、农业工程等领域。近年来，离散元法的应用领域又扩展到求解连续介质及连续介质向非连续介质转化的力学问题。混凝土等脆性材太原理T人学帧I‘纠究生学位论文料