粉體靜力學(xué)粉體壓力計算演示文稿

粉體靜力學(xué)粉體壓力計算演示文稿1

粉體力學(xué)

大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所劉鳳霞第一頁，共四十四頁。（優(yōu)選）粉體靜力學(xué)粉體壓力計算第二頁，共四十四頁。3

粉體力學(xué)

大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所劉鳳霞3.8粉體應(yīng)力計算3.8.1柱體應(yīng)力分析3.8.2錐體應(yīng)力分析3.8.3Walters轉(zhuǎn)換應(yīng)力3.8.4料倉應(yīng)力分析第三頁，共四十四頁。4

粉體力學(xué)

大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所劉鳳霞3.8粉體應(yīng)力計算

詹森(Janssen)公式帕斯卡定理Pressureandstress,respectively,inliquidsandbulksolids第四頁，共四十四頁。5

粉體力學(xué)

大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所劉鳳霞3.8粉體應(yīng)力計算

詹森(Janssen)公式液體容器：同一水平面壓力相等，帕斯卡定理和連通器原理成立粉體容器：完全不同。假設(shè)：(1)容器內(nèi)粉體層處于極限應(yīng)力狀態(tài)(2)同一水平面的鉛垂壓力相等，水平和垂直方向的應(yīng)力是主應(yīng)力(3)物性和填充狀態(tài)均一，內(nèi)摩擦因數(shù)均一第五頁，共四十四頁。6

粉體力學(xué)

大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所劉鳳霞3.8粉體應(yīng)力計算

詹森(Janssen)公式rzDzσzzσzz+δσzzτwτwδzMolerusI類粉體第六頁，共四十四頁。7

粉體力學(xué)

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詹森(Janssen)公式srr和szz是主應(yīng)力，根據(jù)朗肯應(yīng)力關(guān)系K是Janssen應(yīng)力常數(shù)，當srr和szz確是主應(yīng)力時Janssen應(yīng)力常數(shù)就是朗肯應(yīng)力常數(shù)積分第七頁，共四十四頁。8

粉體力學(xué)

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詹森(Janssen)公式求導(dǎo)第八頁，共四十四頁。9

粉體力學(xué)

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詹森(Janssen)公式邊界條件:第九頁，共四十四頁。10

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筒體應(yīng)力分析如果z=0的面為自由表面詹森(Janssen)公式第十頁，共四十四頁。11

粉體力學(xué)

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筒體應(yīng)力分析非圓形截面容器，用當量半徑De代替D第十一頁，共四十四頁。12

粉體力學(xué)

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筒體應(yīng)力分析當z→∞時，應(yīng)力趨于常數(shù)值應(yīng)力達漸近值時，粉體重量由切應(yīng)力承擔,適用性不受Janssen假設(shè)的限制MolerusI類粉體，適用性不受Janssen假設(shè)的限制第十二頁，共四十四頁。13

粉體力學(xué)

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筒體應(yīng)力分析當粉體填充到一定深度時，應(yīng)力趨于漸近值粉體壓力飽和現(xiàn)象高度達到6倍的料倉直徑時，應(yīng)力達到最大應(yīng)力的95%第十三頁，共四十四頁。14

粉體力學(xué)

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筒體應(yīng)力分析實驗測試結(jié)果表明：大型筒倉的靜壓分布同詹森公式理論值基本一致，但卸載時壓力有顯著的脈動，離筒倉下部約1/3高度處，壁面受到?jīng)_擊、反復(fù)載荷的作用，其最大壓力可達到靜壓力的3~4倍。這一動態(tài)超壓現(xiàn)象，使得大型筒倉產(chǎn)生變形或破壞，設(shè)計時要加以考慮。Rimbert假設(shè)K不是常數(shù)，得出了雙曲線型應(yīng)力分布，也用于筒倉的設(shè)計中。第十四頁，共四十四頁。15

粉體力學(xué)

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筒體應(yīng)力分析例3-1計算粉體在柱體內(nèi)的應(yīng)力分布。已知，粉體是MolerusⅠ類粉體。其內(nèi)摩擦角為40°，壁面摩擦角為10°，堆積密度為1000kg/m3；柱體的高度和直徑分別為30m和1m；初始應(yīng)力s0=0。解：該粉體的朗肯主動態(tài)和被動態(tài)應(yīng)力系數(shù)為第十五頁，共四十四頁。16

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筒體應(yīng)力分析主動態(tài)時，應(yīng)力為：應(yīng)力分布的計算結(jié)果示于圖3-17。第十六頁，共四十四頁。17

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筒體應(yīng)力分析第十七頁，共四十四頁。18

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粉體力學(xué)

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筒體應(yīng)力分析被動態(tài)時，應(yīng)力為：應(yīng)力分布計算結(jié)果示于圖3-18第十八頁，共四十四頁。19

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粉體力學(xué)

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筒體應(yīng)力分析第十九頁，共四十四頁。20

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粉體力學(xué)

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筒體應(yīng)力分析被動態(tài)時達到應(yīng)力漸近值的距離遠小于主動時達到應(yīng)力漸近值的距離第二十頁，共四十四頁。21

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錐體應(yīng)力分析a第二十一頁，共四十四頁。22

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錐體應(yīng)力分析第二十二頁，共四十四頁。23

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錐體應(yīng)力分析當m=1時，當m≠1時，第二十三頁，共四十四頁。24

粉體力學(xué)

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錐體應(yīng)力分析當m=1時，當m≠1時，邊界條件:當m＝1時，當m≠1時，第二十四頁，共四十四頁。25

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錐體應(yīng)力分析邊界條件:當m＝1時，當m≠1時，絕大多數(shù)粉體在錐角較小的情況下，特別是在朗肯被動態(tài)時，m值遠大于1，此時應(yīng)力存在漸近值且等于第二十五頁，共四十四頁。26

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錐體應(yīng)力分析在錐體頂角附近應(yīng)力與距頂角的距離成正比第二十六頁，共四十四頁。27

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錐體應(yīng)力分析例3-2計算粉體在錐體內(nèi)的應(yīng)力分布。已知，粉體是MolerusⅠ類粉體。內(nèi)摩擦角、壁面摩擦角為和堆積密度分別為40°、10°和1000kg/m3；錐體的高度H和半角分別為1m和15°；初始應(yīng)力s0=0。解：該粉體的朗肯主動態(tài)和被動態(tài)應(yīng)力系數(shù)為第二十七頁，共四十四頁。28

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錐體應(yīng)力分析被動態(tài)時，應(yīng)力為：應(yīng)力分布計算結(jié)果示于圖3-21。第二十八頁，共四十四頁。29

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粉體力學(xué)

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錐體應(yīng)力分析錐角附近應(yīng)力正比于距錐角頂點的距離。第二十九頁，共四十四頁。30

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Walters轉(zhuǎn)換應(yīng)力DCAB主動態(tài)被動態(tài)DHyz主動態(tài)被動態(tài)轉(zhuǎn)換面第三十頁，共四十四頁。31

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Walters轉(zhuǎn)換應(yīng)力第三十一頁，共四十四頁。32

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Walters轉(zhuǎn)換應(yīng)力Walters提出當粉體從上向下流動時，粉體的應(yīng)力狀態(tài)從朗肯主動態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槔士媳粍討B(tài)。設(shè)轉(zhuǎn)換面的高度為H主動態(tài)部分的應(yīng)力第三十二頁，共四十四頁。33

粉體力學(xué)

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Walters轉(zhuǎn)換應(yīng)力主動態(tài)部分的應(yīng)力轉(zhuǎn)換面(z=H)的應(yīng)力第三十三頁，共四十四頁。34

粉體力學(xué)

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Walters轉(zhuǎn)換應(yīng)力轉(zhuǎn)換面(z=H)的應(yīng)力被動態(tài)的初始應(yīng)力被動態(tài)部分的應(yīng)力y是從轉(zhuǎn)換面開始的高度第三十四頁，共四十四頁。35

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Walters轉(zhuǎn)換應(yīng)力轉(zhuǎn)換面(z=H)的應(yīng)力被動態(tài)部分的應(yīng)力第三十五頁，共四十四頁。36

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Walters轉(zhuǎn)換應(yīng)力轉(zhuǎn)換面(z=H)的應(yīng)力被動態(tài)部分的應(yīng)力第三十六頁，共四十四頁。37

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Walters轉(zhuǎn)換應(yīng)力被動態(tài)部分的應(yīng)力第三十七頁，共四十四頁。38

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Walters轉(zhuǎn)換應(yīng)力第三十八頁，共四十四頁。39

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Walters轉(zhuǎn)換應(yīng)力隨內(nèi)摩擦角的增加而迅速增加第三十九頁，共四十四頁。40

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料倉應(yīng)力分析排料時轉(zhuǎn)換應(yīng)力發(fā)生在柱體與錐體的交接處，則柱體部分為朗肯主動態(tài)，錐體部分為朗肯被動態(tài)錐體部分的應(yīng)力分布第四十頁，共四十四頁。41

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料倉應(yīng)力分析zσzz(kPa)σrr(kPa)00019.42.04218.13.93326.25.6433.77.31540.68.81z?∞127.70427.714yσzz(kPa)σrr(kPa)040.6186.712.149.8421.175.3830.492.253.7300例3-3第四十一頁，共四十四頁。42

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料倉應(yīng)力分析例3-3