圆台状筒仓储料卸料荷载分布研究

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1、中图分类号：TU359论文编号：102870118-S137学科分类号：081402硕士学位论文圆台状筒仓储料卸料荷载分布研究研究生姓名游礼国学科、专业结构工程研究方向钢结构与空间结构指导教师王法武副教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringResearchOnUnloadingAndStorageLoadDistributio

2、nInFrustum-shapedSiloAThesisinStructuralEngineeringbyYouLiguoAdvisedbyAssociateProfessorWangFawuSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过

3、的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要粮食安全始终是经济发展和社会和谐的基础，筒仓在粮食储存方面发挥着重要的作用。本文在现有装配式钢板筒仓的基础上，提出了超大型圆台状钢-索-竹组合式筒仓。储料荷载是筒仓中的主要荷载，也是筒仓研究的重点和难点，本文对圆台状筒仓储

4、料卸料荷载分布进行详细的研究。首先，运用EDEM离散元软件对课题组前期浅仓卸料实验进行模拟，并将离散元分析结果与实验结果进行对比，以获取较为准确的EDEM软件参数设置，同时也验证了EDEM软件模拟筒仓装卸料的可能性和合理性。其次，对6种高径比（浅仓：0.8、1.0和1.2，深仓：2.0、2.2和2.4）和4种倾角（0°、3°、5°和7°）的圆台深浅仓分别进行了满仓静置和点、线对称卸料模拟，通过对离散元分析结果与理论公式计算结果的详细对比分析，研究了圆台深浅仓静置和动态侧压力分布规律；并根据Janssen假定推导了圆台深

5、仓侧压力计算公式，通过离散元模拟进行了相关的验证。最后，提出了圆台深浅仓划分标准，并从深浅仓公式联立和离散元模拟对其进行了验证。通过以上研究，得出了以下主要结论：（1）建模中通过调整颗粒密度，使EDEM模型中生成颗粒的总质量与实际颗粒总质量相同（质量相等原则），可以有效的减小模拟值与实验值和理论值的误差；（2）计算圆柱深仓侧压力，当k取主动土压力系数（k=tan2(45-?/2)）时，计算值要比模拟和实验值小20%~30%，当k取国际标准化组织规范中的值（k=1.1(1-sin?)）时，与模拟和实验值吻合较好；计算圆台

6、深仓侧压力，当k值取主动土压力系数时与模拟值吻合较好；（3）圆台深浅仓牺牲了部分仓容，但仓壁整体侧压力明显要比圆柱筒仓小，且圆台筒仓可以有效地减少甚至消除筒仓上部超压现象；（4）圆台深浅仓和圆柱浅仓超压系数呈“三角形”分布，圆柱深仓超压系数呈“梭形分布”；无论圆台、圆柱深浅仓，超压系数均随着仓壁倾角和高径比的增大而增大，且线对称卸料超压现象要比点对称严重的多，尤其在远离卸料口一侧，最大超压系数可达2.75；（5）圆台筒仓仓壁倾角在3°~7°时，圆台深浅仓分界高径比在1.5~1.65之间。本文受中央高校基本科研业务费专项

7、资金（NS2015006）的资助，在此表示诚挚的感谢。关键词：圆台状筒仓，对称卸料，侧压力，超压系数，离散元I圆台状筒仓储料卸料荷载分布研究ABSTRACTGrainsecurityisalwaysthefoundationofeconomicdevelopmentandsocialharmony.Siloplaysanimportantroleingrainstorage.Basedonthemodelofexistingassembly-typesteelsilos,alargeroundfrustum-shape

8、dsteel-Cable-Bamboomodularsiloarchitectureisputforward.Thestorageloadisthemainloadforthesilo,anditisalsothekeypointofresearchesonsilo.Theaimofthispaperistoinvestigate