基于卸料流态模拟与观测的储粮仓壁动态压力增大机理研究

粮食筒仓在卸料过程中产生的动态侧压力是筒仓破坏的重要原因。该文基于室内粮食筒仓卸料模型试验,利用高速摄像仪拍摄筒仓中心卸料的全过程,运用图像处理技术分析贮料的流动形式,并测量卸料过程中产生的动态侧压力。在此试验的基础上,利用颗粒流程序PFC3D(particle flow code in 3 dimensions)进行数值模拟,追踪特定颗粒的运动情况。通过比较试验与数值模拟结果,从流态方面探索深仓中心卸料时超压现象产生的机理。研究表明:筒仓在卸料过程中动态侧压力在测点深度4 m的位置达到峰值15.92 kPa。卸料时存在着整体流动和管状流动2种流动形式,2种流动形式的混合区域主要分布在高径比约为1的高度位置,即中上部贮料进行整体流动,底部贮料进行管状流动,且底部贮料流动速度大于中上部贮料的流动速度。在2种流动形式混合区域容易产生承压拱,承压拱的存在阻碍了中上部贮料的正常流动,导致在该区域内产生明显的超压现象,最大超压系数达到2.5。通过研究筒仓在卸料过程中动态压力的增大机理,可为筒仓的安全设计提供参考。

钢筋混凝土柱式桥墩落石冲击分析方法

为研究落石冲击对钢筋混凝土(RC)桥墩安全性能的影响,建立一种考虑截面抗剪能力率相关性的RC柱式墩崩塌落石撞击损伤状态评价方法.首先,通过与钢筋混凝土梁落锤实验结果对比验证数值模拟方法可靠性,考虑桩基与土层相互作用建立了彻底关大桥下部结构落石撞击有限元模型.其次,以K&C模型修正的Priestley公式描述混凝土动载抗剪强度,以剪力破坏参数定义截面损伤等级,分析墩柱截面不同撞击场景下的损伤状态.最后,进行混凝土抗压强度、墩柱截面面积、箍筋间距、墩柱长细比参数敏感性分析.结果表明:全局平均等效静力方法应用于落石撞击荷载静力简化存在缺陷,在高冲击强度场景下衰减段长持时使得等效静力偏低;引入墩柱截面抗剪能力率相关性能够更准确地描述落石冲击损伤状态;增大墩柱截面面积和提高箍筋配筋率能够有效地降低RC柱式桥墩落石撞击损伤.

新型半地下双层浅圆仓静态储粮的力学性能

作为一种新型储粮仓,半地下双层浅圆仓可以保证粮食品质,具有节地、节能、低碳的优势。本文采用数值模拟的方法分析了半地下双层浅圆仓在正常使用阶段时不同工况条件下的应力与位移,并分别对上下两层在不同静态储粮高度下的力学性能进行了研究。结果表明:全仓空仓为最不利工况,根据位移云图分析应优先在地下仓装粮;地上层仓壁受力随着储粮高度的增加而增加,在仓壁距中间层1/4处至中间层处显著增大;地下层仓壁受力随着储粮高度的增加而减小,在仓壁与仓底接触处达到最大值;中间层在中心筒和外侧处应力最大,仓底在距外侧1/3处应力最大。该研究可为半地下双层浅圆仓工程设计与安全储粮提供理论支持与技术指导。

钢筋混凝土圆筒仓仓壁结构的地震反应分析

以实际工程为依托,采用有限元软件ANSYS对钢筋混凝土圆筒仓仓壁结构进行数值模拟。通过模态分析,得到了筒仓结构的自振频率和周期。在模态分析的基础上,采用时程分析法,输入TAFT地震波,对模型结构进行动力有限元分析,得出结构在地震作用下的顶点位移时程曲线,找出最大位移发生时刻,并绘制该时刻结构的整体应力、变形图。最后,考虑不同贮料工况,对结构在TAFT地震波作用下进行了地震反应分析,得到相应的结论,为同类结构的抗震设计提供理论依据。

钢筋混凝土筒仓内的出粮流态研究

钢筋混凝土筒仓装满粮食后要承受粮食对仓体结构巨大的荷载.诸多学者研究表明, 人们已经能确定, 当粮食以底部卸料的形式从筒仓中流出时, 对筒仓的压力作用更大.而粮食出仓过程中在筒仓内部的流态与压力有密切关系.本文借助计算机模拟软件对粮食出仓全过程进行数值模拟, 观察粮食的位移情况, 分析得出粮食出仓时的流态变化.

钻地弹侵彻发射井上盖毁伤研究

利用ANSYS/LS-DYNA建立了370 mm口径钻地弹侵彻发射井钢筋混凝土上盖的数值计算模型,完成了钻地弹对上盖侵彻过程的数值计算,获得了侵彻速度、应力、应变等瞬动结果,预估了钻地弹的侵彻特性及上盖的抗毁伤性能。研究所采用的模型、参数及结果能较为准确的反映钢筋混凝土上盖在侵彻作用下的破坏过程,为发射井上盖的防护性能研究提供重要参考。

气膜钢筋混凝土筒仓施工全过程模拟分析

针对气膜钢筋混凝土筒仓在施工模拟过程中,气膜充气造成的几何非线性大变形导致的问题——后续喷涂聚氨酯和混凝土产生单元畸变,难以模拟,通过有限元软件,采用生死单元和单元追踪相结合的方式,对气膜钢筋混凝土筒仓施工全过程进行模拟分析,包括有充气膜充气变形、聚氨酯喷涂变形和钢筋混凝土施工变形。结果表明:充气膜在圆筒部位应力更大,聚氨酯和混凝土在圆筒与半球交界处应力更大;在靠近顶点处,模型主要位移向下,在圆筒及其与半球交界部分,模型主要位移表现为向外扩张,模型整体的下沉效应随着高度的增加愈发明显,在顶点处下沉效应达到最大;对气膜钢筋混凝土筒仓施工位移影响最大的阶段是充气膜成形阶段。