筒仓侧压力的有限元模拟研究

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1、単巧化码１０化３密级口皆戒文《尖嗦硕壬学化冷文筒仓侧压力的有限元模拟研究作者姓名诸高指导教师梁醒培教授学科口类工学学科专业力学．．．■：．培养单位±木建筑学院二〇－五年五月：完成时间一：＾．二二－广—一－．＿＼．＇？一■古－＾―－一－－一－＾＇、．｜一＿■．．？—Ｔ＊．．－－—－－．．＿—■，一－＇一．＇－－－－－人Ｖ亡—－？—－．—一－．．，＇

2、＇—■■．７＾ｒ；学校代码10463密级□硕士学位论文筒仓侧压力的有限元模拟研究作者姓名诸高指导教师梁醒培教授学科门类工学学科专业力学培养单位土木建筑学院完成时间二〇一五年五月StudyonthefiniteelementsimulationofsilosidepressureADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhuGaoSupervisor：Professer.LiangXingpeiSchoolofcivilengineeringand

3、architectureHenanUniversityofTechnology,Zhengzhou,China摘要仓体中贮料对仓体产生的压力是筒仓承担的主要载荷。其实关于贮料压力的计算问题，国内已有很多学者做了长期大量的研究，而国外的研究历史更长。到目前为止各国规范侧压力的计算都是以杨森(Janssen)公式为依据的，但是杨森公式的不足之处在于只考虑了贮料的静止状态，事实上在贮料卸出的过程中，内部压力的状况十分复杂，卸料过程中贮料的流动使其对仓壁的动态压力远大于静态压力，所以筒仓破坏或开裂也常在卸料过程中产生。目前用有

4、限元分析贮料的静压力的较多，而有关使用有限元方法模拟筒仓卸料问题的详细报到不常见到，本文采用数值模拟的方法研究模型筒仓卸料过程中的静态和动态侧压力，主要的研究内容和成果如下：1、采用有限元法进行了模型筒仓的静态和动态侧压力模拟，模拟结果与我国规范和Janssen公式结果对比表明，静态模拟侧压力和我国规范和Janssen公式非常吻合，从而选定了合适的接触单元类型、网格尺寸等，然后为模拟在卸料开始时物料已经处于受力状态这一实际情况和非线性有限元计算的特点，通过位移约束方法和自动时间步长法制定了动力计算方案，建立了模型筒仓动

5、态侧压力模拟的有限元模型并得出了卸料过程中的动态侧压力曲线和沿仓壁高度各点的最大侧压力值，结果表明动态模拟侧压力大于静态模拟侧压力，且大于规范值，超压系数沿着仓壁趋近于规范超压系数。2、用控制变量法研究了不同参数对仓壁侧压力的影响，其中包括锥形漏斗的倾角、锥形漏斗卸料口宽度、仓内物料与仓壁之间的摩擦系数、物料的内摩擦角对仓壁的侧压力和漏斗的法向压力的影响，并得出仓壁部分各点的超压系数。3、综合考虑不同参数对于仓壁侧压力的影响，对动态计算模型参数进行了优选，为模拟在卸料开始时物料已经处于受力状态这一实际情况和非线性有限元

6、计算的特点，通过位移约束方法和自动时间步长法制定了动力计算方案，建立了模型筒仓侧压力模拟的有限元模型。换算出了沿仓壁高度的动态超压系数，经与有关文献和规范对比，所得侧压力以及超压系数更为合理。关键词：有限元模拟；筒仓；静态侧压力；动态侧压力；超压系数IAbstractThepressurebythestorageinthewarehouseisthemainloadofsilo.Infact,manydomesticscholarshavebeendoingalotofresearchforalongtimeabout

7、thecalculationproblemofstoragepressure,andforeignresearchhistoryislonger.Sofar,lateralpressurecalculationisbasedontheJanssenformulaineverycountry,butthelackofJanssenformulaisonlyconsideringthestorageofthestationarystate.Infactintheprocessofstorageofdischarge,the

8、statusoftheinternalpressureisverycomplex.Intheprocessofdischargethedynamicpressuretothewarehousewallisgreaterthanthestaticpressurebecauseoftheflowofstorage.Sothesilod