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静止圆锥颗粒堆的应力研究

作　者: 张庆武
导　师: 蒋亦民
学　校: 中南大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 颗粒物质应力分布应力凹陷颗粒堆
分类号: O469
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 58次
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内容摘要

“应力凹陷”形成的原因一直是颗粒研究领域的热点,要系统地解释“应力凹陷”,必须要清楚圆锥形颗粒堆内部的应力分布。为了研究上述问题,本文中巧妙地设计了一个实验,实验测量了两种不同粗糙度的底面上,用从固定点以相同流量落下颗粒的方法制备而成的圆锥堆底的切向应力分布。结果显示粗糙度大的底面有相对较大的切向应力。利用力平衡方程,库仑不等式和圆锥堆侧面的自由边界条件可以论证,堆底面切向应力强度与法向应力分布出现中心凹陷现象有关联,切向应力越大凹陷现象越明显;通过进一步分析,提出了一个颗粒堆底面切向摩擦力分布函数模型,计算显示,实验数据与模型吻合很好。在该模型的基础上,计算了圆锥形颗粒堆内部应力分布。的结果显示:(1)圆锥形颗粒堆底面切向摩擦力沿径向的变化可以较好地用二次抛物函数来描述;(2)对从固定点源流下颗粒而形成的堆,“应力凹陷”强度与底面粗糙情况有关,底面越粗糙强度越大;(3)底面切向摩擦力的强度影响“应力凹陷”的强度。本工作显示颗粒堆底面的光滑程度会影响颗粒堆的内部应力分布,虽然没有完善的理论计算该分布及分析该影响的深层次的原因,但在唯象模型基础上计算出的圆锥形颗粒内部应力分布将有助于今后开展进一步的弹性理论分析工作;文中的实验,在颗粒研究实验领域具有一定的突破,很好地促进该领域工作的进展。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章颗粒物质研究现状  7-21
  1.1 引言  7-8
  1.2 颗粒概念  8-9
  1.3 颗粒物质的奇特行为  9-16
  1.4 颗粒物质的研究进展  16-20
    1.4.1 研究方法  16-17
    1.4.2 理论模型  17-20
  1.5 本章小结  20-21
第二章颗粒物质连续介质模型  21-27
  2.1 连续介质力学概念  21-24
  2.2 连续介质力学在颗粒体系里的应用  24-26
  2.3 本章小结  26-27
第三章圆锥形颗粒堆底面切向摩擦力的测定  27-38
  3.1 引言  27
  3.2 实验装置  27-28
  3.3 实验过程  28-29
  3.4 实验数据  29-35
    3.4.1 光滑平面固定偏心距  29-31
    3.4.2 光滑平面改变偏心距  31-33
    3.4.3 粗糙平面改变偏心距  33-35
  3.5 数据分析  35-36
  3.6 本章小结  36-38
第四章颗粒堆内部应力分布  38-49
  4.1 引言  38-39
  4.2 颗粒堆内部应力关系式探讨  39-40
  4.3 径向切应力分布函数  40-43
  4.4 颗粒堆应力分布  43-46
  4.5 结果分析  46-47
  4.6 建议实验  47-49
第五章总结与展望  49-50
参考文献  50-54
致谢  54-55
攻读硕士期间主要的研究成果  55

静止圆锥颗粒堆的应力研究

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