基于离散元的风沙沙粒物理特性参数标定

在研究风沙地区的农用机械与除沙机械同沙粒相互作用时,沙粒间及沙粒与钢板之间相互作用的参数的准确性将直接影响机械优化及仿真结果。现提出一种仿真与试验相结合,并采用数值分析与实验数据相结合的办法,对沙粒的物理特性参数进行标定,并通过试验验证确定沙粒间物理特性参数。研究结果表明,沙粒间静摩擦系数为0.23、滚动摩擦系数为0.1、恢复系数为0.25。通过相应的试验方法测量得到,堆积密度为1613 kg/m^(3)、沙粒直径在0.1~0.5 mm之间占总质量的97.58%、含水率为0.04%、沙粒与钢(Q235)的静摩擦系数、滚动摩擦系数、恢复系数依次为0.59、0.28、0.478,沙粒与橡胶的静摩擦系数、滚动摩擦系数、恢复系数依次为0.613、0.45、0.175。仿真堆积角度为27.55°,试验堆积角度为27.94°,仿真与试验堆积角相对误差为1.39%。仿真与试验结果基本吻合,为沙漠地区农用机械及除沙机械仿真和优化设计提供理论依据。

挟沙气流输沙率研究

从挟沙气流中反映风沙输移特征的两个代表性无量纲参数———输沙率参数和特征风速参数之间的关系入手 ,结合大量的实测输沙率资料 ,对各家形式各异的输沙率公式进行了分析和比较 ,发现了各家公式在结构上的统一性 ,指出了现行输沙率公式适用范围的局限性。研究表明 ,现有各家输沙率公式不能完全概括实测输沙率资料所反映的各类规律。为此 ,本文提出了适用范围较大、具有一般结构形式的输沙率公式。该公式可以概括目前实测输沙率资料反映的各类规律和各家输沙率公式。文中利用实测输沙率资料分析了一般结构形式的输沙率公式中各参数的变化特点 。