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复杂条件下大型筒仓侧压力的极限分析与弹塑性有限元分析

付建宝  
【摘要】:近年来,我国为了拉动内需,粮食行业建了几百亿斤的粮库,使仓储业得到了迅速发展,一些新仓型相继出现。大直径浅圆仓就是近年来我国引进并建造的一种新仓型,但其仓壁压力的计算没有合适的公式,尤其是顶部料堆引起的超压问题,是工程中亟待解决的问题,而且工程中筒仓的分类也相对混乱,没有一种公认的深浅仓分类方法。本文针对这些问题进行了系统研究。 以极限分析理论上限分析方法为基础,从筒仓中主动散粒体侧压力分析入手,采用理论分析、有限元计算相结合的方法来研究各种工况下散体储料对仓壁的作用力,为筒仓设计和筒仓检测提供了重要依据。 本文的主要研究工作如下: 首先,利用极限分析理论中的上限分析方法,对深仓的主动侧压力进行了分析,通过确定深浅仓的临界状态,给出了不同参数下深浅仓之间的临界高径比,从而可以通过待设计筒仓的设计高径比与临界高径比的关系,确定待设计筒仓为深仓或者浅仓。 然后,利用极限分析中的上限分析方法,对不同工况下筒仓的侧压力进行了分析,提出了一种新的筒仓侧压力的计算方法,并通过算例验证了该方法的正确性。 然后,通过对不同高径比筒仓侧压力的分析,得出了筒仓高径比对侧压力的影响和贡献。 最后,利用大型有限元软件ADINA,考虑筒仓与散粒体之间的接触特性,采用基于Mohr-Coulomb破坏准则的理想弹塑性本构模型实现了筒仓散料侧压力的数值预测,讨论了散料的弹性模量、泊松比以及内摩擦角对侧压力的影响。


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