作者:李震; 高雨航; 刘彭; 李丽; 德雪红 期刊:《太阳能学报》 2019年第11期
为分析沙柳细枝颗粒致密成型过程中压力的传递机理和规律,详细研究力链的演变机制,建立沙柳颗粒的离散元仿真模型。模拟结果表明:微观颗粒体接触力随时间的演变规律同在电子万能材料试验机上压缩得到的压缩力变化趋势相一致。在显著性水平α=0.05下,将模拟数据与试验数据进行假设检验,结果显示两者不存在显著性差异。宏观方面模拟得到的成型产品密度和实测试验样品相差为7.56%。轴向方向强力链经历从上至下传递,经反射后均布,之后再...
地震是给人类造成巨大损失的自然灾害,地震预测是社会广泛关注的重大的科学问题。然而,地震机理还远未认识清楚,当前国际地震界的主流观点认为地震是不可预测的。本文以物理学的新观念为基础,从新的视角研究地震孕育和发生过程,提出了对地震原理的新认识,剖析了地震不可预测论的错误。地震不可预测论产生的根源在于对地震原理的不正确认识以及对自组织临界性的误解。地震具有自组织临界性的特征,表明不可能对地震作中长期预测,但短...
作者:李飞; 杨柳; 王金安; 王超 期刊:《工程科学学报》 2018年第03期
岩土工程和采矿工程涉及大量的颗粒物质科学和技术难题,定量识别和提取光弹试验颗粒体系的力链网络结构和分布特征,对于认识和掌握其内部细观力学机理和研究宏观力学行为至关重要.采用彩色梯度均方值(G~2)算法,建立了不同粒径的圆形颗粒和方形颗粒的接触力(F)和G~2的关系;基于数字图像处理技术,提出了识别和区分图像中不同粒径圆形颗粒和方形颗粒的方法,获得了光弹图片中力链网络结构和力链分布方位.以煤矿综放开采为实例,对所...
作者:张炜; 周剑; 于世伟; 张雪洁; 刘焜 期刊:《应用力学学报》 2018年第03期
为探究双轴压缩过程中颗粒物质接触力与力链特性,采用离散元法研究双轴压缩过程,得到双轴压缩过程中颗粒体系宏观力学特性,即偏应力、体积应变变化规律,并通过对接触力大小分布规律、接触力角度分布规律等细观层次分析,完成接触力大小、力链方向性量化描述,同时探究围压对颗粒物质力学特性的影响。研究表明,双轴压缩过程经历应力强化、应力软化、应力波动三个阶段。在各阶段,强接触与总体接触的各类型接触力大小分布规律可采用高斯...
作者:柳波; 陈果; 文圣明; 孙凯 期刊:《铁道科学与工程学报》 2019年第05期
基于莫尔库伦准则,研究换枕车扒齿在匀速垂直下插过程中道床的极限平衡状态以及扒齿下插阻力的变化规律。采用离散元法建立扒齿与道砟间的作用模型,从力链尺度上分析道床的失稳破坏与扒齿阻力的变化机理。研究结果表明:道床在极限状态下所发生的剪切滑移是引起扒齿底部道砟颗粒间力链迅速弯曲断裂的主要因素,力链的断裂进一步扩大道床的失稳破坏范围;扒齿下插阻力随扒齿底部力链的生成与断裂而出现波动且整体随下插深度的增加而变...
作者:李静; 黄金堤; 肖劲 期刊:《中国有色金属学报》 2018年第07期
罐式炉排料过程中石油焦颗粒运动行为对煅后焦的质量至关重要。基于离散元法,建立罐式炉内石油焦排料过程的颗粒尺度运动行为的三维数学模型,并通过1/15比例的冷态模型实验验证离散元法模拟的可靠性,研究料罐内固体石油焦颗粒的运动模式、颗粒问相互作用应力及力链分布特性。结果表明:离散元法模拟能很好的再现实验结果;石油焦颗粒在料罐内的加热带区域基本符合活塞流的运动特征,在冷却水套区域呈漏斗流的运动特征;料罐内...
作者:任鹏召; 王金安; 韩现刚; 展亚太 期刊:《中国公路学报》 2019年第03期
为满足城市地下管廊、城际快速地下交通网的建设需求,中国隧道工程的应用率与日俱增。砂砾地层因黏聚力较低,与其他地质条件地层相比工程特性明显。在分析类似地质情况下的盾构隧道受力时,连续性介质假设已不能满足实际需求,应从非连续介质角度分析隧道及其周围岩石介质的受力分布。通过光弹试验观测砂砾地层中隧道-围岩系统内的力链强弱及其分布形式,并应用数字图像处理方法提取力链信息。在光弹颗粒中设置圆形管道以模拟盾构隧道...
作者:陈怀伟 期刊:《南京工业大学学报·自然科学版》 2018年第04期
以颗粒离散元理论为基础,建立不同应力场作用下的大尺度深埋隧道模型,从开挖过程中的能量转换规律、应力波传播衰减规律及应力重分布规律等角度研究构造应力场对双线硬岩隧道的影响。结果表明:隧道瞬时开挖后,围岩系统的应变能、动能及耗散能均存在三阶段演化规律。侧压力系数越大,围岩受到的扰动越剧烈;侧压力系数小于1时,拱顶、拱底由于处于应力松弛区,无扰动波产生;拱腰处于应力加载区,卸荷后期会产生同向的第二峰值扰动波;侧...
作者:孟凡净; 刘焜 期刊:《摩擦学学报》 2018年第06期
为了研究颗粒流润滑状态下的力传输行为,设计了一个剪切平行板间颗粒流润滑的试验装置.利用该试验装置,研究了颗粒材料、颗粒尺寸、剪切速度和颗粒湿度对颗粒流润滑状态下力传输行为的影响.此外,试验结果主要考虑了测量得到的法向力和切向力,这些力是从下摩擦副通过颗粒润滑介质传递到上摩擦副的.研究结果表明,测量得到的法向力和切向力随着剪切速度和颗粒湿度的增大而减小,随着颗粒尺寸的增大而增大.颗粒流润滑比干摩擦具有较好的...
作者:武玉琴; 胡林; 安红海; 吕学明 期刊:《大学物理实验》 2005年第03期
用实验方法研究了探测棒在颗粒物质中受到的最大静摩擦力与棒截面形状的关系.观测到圆棒受到的最大静摩擦力最大,方棒次之,扁棒最小.根据力的传递原理,分析棒形状对颗粒物质内部力链传递的影响,计算结果与实验基本吻合.
作者:黄志敏; 马占国; 张雷; 杨党委; 郭树海; 刘道平 期刊:《采矿与安全工程学报》 2017年第04期
为提高综采充填过程中矸石充填体的密实程度,利用颗粒流PFC2D程序,建立了矸石充填体模型,研究了振动对充填体压实效果的影响。结果表明,在充填支架推压板推压过程中,引入振动机制,能有效减缓推压板的应力增加速度,在相同应力下,使推压板行进更大的距离,大大提高充填体密实性。增大频率或振幅均能增强颗粒体系的流动性和颗粒间孔隙填充,从而迅速将推压板的压力分散到整个体系中,降低推压板应力和孔隙率,提高夯实效果。
作者:王金安; 梁超; 庞伟东 期刊:《岩土力学》 2016年第11期
颗粒集合体在外力作用下,颗粒间产生复杂的接触力链效应。为了揭示和描述颗粒集合体力链形成、发展过程以及力链分布形态,基于光弹材料受力产生光学条纹图像的原理,研发出能够使颗粒实现双轴加载和双向流动的颗粒光弹试验装置。通过不同工况条件下的颗粒流动光弹试验,初步反映出颗粒集合体流动产生力链的发育过程和分布形态,即经过颗粒集合体的流动其流动口上部会形成一个拱结构,其可以对上部颗粒体进行支撑以保持上部结构的稳定。...
作者:麻向军; 吴哲浩 期刊:《华南理工大学学报·社会科学版》 2016年第06期
颗粒团聚体在加工过程中的分散效果直接影响了复合材料的综合性能.为研究颗粒团聚体在流场中的分散机理及动态细节,考虑颗粒间范德华力的作用,采用自主开发的三维颗粒离散元程序DEMix3D对分形结构团聚体在简单剪切流场中的变形和分散过程进行数值模拟,并分析团聚体在分散过程中细观结构的变化规律.研究发现:强弱力链交织形成了团聚体复杂的力链网络形态,强力链主要分布在力链网络内部,传递较大份额的流场作用力,弱力链传递小份额的...
作者:苗天德; 宜晨虹; 齐艳丽; 慕青松; 刘源 期刊:《物理学报》 2007年第08期
采用铝塑板技术和复写纸技术相结合,当球形颗粒堆积体在不同的六角密排情况下受集中力作用时,对堆积体底面力的分布情况进行了定量的实验研究。结果表明:在所有排列情形下都存在明显的拱效应,且在堆积体的每一水平层面上力的分布都具有120°对称性,证实了颗粒排列形式对力的传递有很大影响。发现在纯六角密排排列时,底部颗粒的受力最为平均,单个颗粒受力的最大值在所有排列中为最小,还发现了非主力链的“聚焦”现象,对实验...
作者:朱桂庆; 王伟; 刘焜 期刊:《应用力学学报》 2013年第03期
为了研究三体摩擦界面中第一体变形与第三体状态的相互影响,利用耦合有限元法和离散元法的多尺度法模拟了平行板剪切颗粒第三体的过程。整个模型分为两个区域:有限元区域(上板)和离散元区域(第三体和下板),上板在一定的外载荷压应力下挤压颗粒第三体,下板以恒定的速度剪切颗粒第三体。为实现两个子区域间的相互联系,建立了子区域间应力应变的传递机制。实现了三体摩擦界面的多尺度分析,模拟了平行板剪切颗粒第三体的过程。模...
作者:吴莹; 马刚; 周伟; 杨利福 期刊:《岩土力学》 2016年第07期
建立颗粒粒径的质量分布分形模型,收集不同堆石坝工程32条堆石料级配曲线,统计分形维数D的分布特性。各堆石坝工程堆石料级配具有良好的分形特性,可考虑将D作为反映和描述堆石料级配特性的新指标,D在2.348~2.699之间,大多数堆石料的分形维数在2.6左右。以古水垫层料为研究对象,设计了6组不同分形维数的级配曲线,采用随机颗粒不连续变形方法(SGDD)研究不同分形维数对堆石料压实性能和宏细观力学特性的影响。分形维数从2.0到2.8,孔...
作者:李黎 程志远 王腾飞 胡海 期刊:《土木工程与管理学报》 2013年第02期
对锚泊系统进行了静力平衡分析,编制了相应的迭代求解程序,得出了不同锚绳长时船锚受力的变化规律。基于离散元理论,以PFC3D为仿真平台,建立了堆石体-船锚-海缆的离散单元模型,对船锚作用附近堆石体采用多面体颗粒进行模拟,以真实地反应堆石的实际形态和实际强度,最后结合工程实例对船锚侵彻海缆抛石保护层的过程进行了数值仿真计算,得出了不同放锚阶段下堆石体和海缆的响应。计算结果表明:船锚所受竖向力仅在放锚初期存在,并且随...
作者:宜晨虹 蒋庆宇 慕青松 苗天德 期刊:《兰州大学学报·社会科学版》 2009年第06期
用离散元方法研究了带有不同数目点缺陷的二维颗粒系统在各向同性挤压和纯剪切时粒子间力链的几何分布特征,并与相同加载条件下无缺陷的颗粒系统力链几何分布特征做了比较,发现了点缺陷对颗粒系统力链的几何分布影响规律。
作者:白光富 胡林 张忠政 曲东升 汤燕 吴宇 期刊:《力学与实践》 2009年第04期
用实验方法研究了筒仓内大小均匀的颗粒堆中央的竖直探测棒被提拉时受到的最大静摩擦力F.研究发现当筒仓的器壁和探测棒之间的距离小于50个颗粒直径时,F明显大于连续介质模型得出的结果;当筒仓直径D较小时F还与探测棒的形状有关.F的奇异变化主要是因为D较小时离散的颗粒体系不能近似为连续介质,颗粒堆中力链起主要作用.
作者:汪盼盼 王万景 刘长松 朱震刚 期刊:《岩土力学》 2009年第S1期
采用改进的低频内耗仪研究了几种常见颗粒体系(沙子、玻璃珠)的相对能量耗散性质:能量耗散的振幅谱和频率谱。实验发现,振幅谱中随振幅增大形成一个能量耗散峰,而频率谱线中则观察到随着频率的增加依次出现四个能量耗散峰,对应着体系模量的四个衰减。随探针插入深度的增加相对能耗先增加后减小,出现一个能耗峰值,该峰值对应的深度为体系的临界深度。基于对颗粒体系的介观分析,提出一个流变模型来阐述流变耗散机制,结果表明摩擦在颗...