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《散体物料对筒仓结构动力响应影响的离散元数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第30卷第2期河南工业大学学报(自然科学版)Vol.30,No.22009年4月JournalofHenanUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)Apr.2009文章编号:167322383(2009)0220074204散体物料对筒仓结构动力响应影响的离散元数值模拟121王军,何迎春,孙红亮(1.河南工业大学土木建筑学院,河南郑州450052;2.河南省建筑工程学校,河南郑州450052)摘要:采用基于离散单元法的颗粒流程序建立筒仓模型,通过对模型基础施加有规律简谐地震动,模拟了筒仓结构在简谐地震动作用
2、下的仓壁侧压力变化情况、位移响应和速度响应,并且通过对筒仓内无散体颗粒、有一半散体颗粒和装满颗粒3种工况下筒仓的动力响应进行模拟,得出筒仓结构与散体颗粒相互作用的动力响应影响情况.关键词:筒仓;侧压力;位移响应;速度响应中图分类号:TS210文献标识码:B0前言1筒仓模型筒仓是用来贮存散体物料的一种功能性构筑平行连接模型是PFC中为模拟结构及构件物,散体本身的物料特性以及筒仓结构与散体物而提出的一种模型,该模型用离散的颗粒单元模料间相互作用对筒仓结构的动力响应具有重要拟连续体的结构体.定义一组相同颗粒半径、相同影响.刚度并且用平行连接模型连接的球体单元模拟
3、筒筒仓结构的动力响应是一个复杂的薄壁结构仓仓壁结构和筒仓基础,用离散的球体单元模拟空间问题.到目前为止,考虑散体物料对筒仓结构筒仓内的散体颗粒.筒仓模型尺寸:仓壁高为1.2[1]地震响应的研究尚不多见.我国现行筒仓抗震m,筒仓内径为0.3m,漏斗壁与水平面的夹角为设计规范用简化的有限个自由度的悬臂结构模型56.3°.表示筒仓结构,将仓内贮料折算为动力有效质量,分别模拟了空仓模型、半仓模型和满仓模型因此不能完全反映空间结构的筒仓结构动力响应3种工况,如图1所示.问题.在考虑散体介质特性和散体与结构相互作用对筒仓结构动力响应的影响条件下,笔者采用了基于离散单元
4、法的颗粒流程序(PFC),模拟筒仓结构在简谐地震动作用下仓壁侧压力变化情况、位移响应和速度响应,并且通过对筒仓内无散体颗粒、有一半散体颗粒和装满颗粒3种工况下动力响应进行模拟,得出了筒仓结构与散体颗粒相[2]互作用对筒仓结构动力响应的影响情况.图1筒仓模型收稿日期:2008212229组成筒仓结构的各个球体具有各自编号,通作者简介:王军(19752),男,河南郑州人,讲师,主要从事结构计过观测不同计算高度处仓壁球所受到的压力大算、工程施工项目管理等方面的研究.小、位移和速度,可以监测筒仓结构在地震动作用第2期王军等:散体物料对筒仓结构动力响应影响的离散元数
5、值模拟75下的压力变化情况、位移响应和速度响应.共监测在漏斗与仓壁交接处仓壁的侧压力小;了仓壁3个部位,其计算高度分别为:0.001m、(3)在简谐地震动作用下,整体而言,结构与0.6m、1.2m,分别代表仓壁上部1/3范围、仓壁散体的相互作用,对筒仓仓壁侧压力的变化起到中部1/3范围和仓壁下部1/3范围的情况.了减小的作用.3.2筒仓结构各段仓壁的位移响应2简谐地震动3种模型筒仓上段仓壁的位移响应,如图4所示,3种模型筒仓中段仓壁的位移响应,如图5为了便于观察筒仓动态响应的影响因素,本所示,3种模型筒仓下段仓壁的位移响应,如图6研究选择了简谐地震动,研究
6、筒仓结构的仓壁侧所示.压力变化情况、位移响应和速度响应,以及结构与散体相互作用对其响应的影响情况.模拟中在筒仓基础部分,输入的简谐地震动加速度时程曲线如图2所示.其中,运动频率为20Hz,该地震动在筒仓基础上作用了一个周期,即持时0.3s.图2简谐地震动加速度时程曲线3简谐地震动作用的数值模拟结果3.1仓壁所受侧压力的变化情况简谐地震动作用下,半仓模型和满仓模型在筒仓漏斗与仓壁交接处的侧压力变化情况,如图3所示,可以得出:图32种模型筒仓漏斗与仓壁交接处仓壁侧压力的变化情况(1)在同一简谐地震动作用下,2种模型筒仓漏斗与仓壁交接处仓壁的侧压力随地震动作用时
7、间的变化趋势大致相同,都是先增大后减小;由图4、图5和图6可以看出:(2)在简谐地震动作用一段时间后,满仓模(1)在同一简谐地震动作用了相同的时间型在漏斗与仓壁交接处仓壁的侧压力比半仓模型76河南工业大学学报(自然科学版)第30卷后,同一计算高度处,3种模型筒仓仓壁所产生位移的变化趋势不同,空仓仓壁产生的位移先增大后减小再增大,但整体趋势是一直正向增大;而半仓仓壁和满仓仓壁产生的位移变化趋势大致相同,都是先正向增大后减小到零,再反向先增大后减小.(2)在同一简谐地震动作用下,3种筒仓模型产生最大位移量不同,空仓仓壁的最大位移是正向的0.5mm,半仓仓壁的最
8、大位移量是负向的图93种模型筒仓下段仓壁速度响应0.3mm,满仓仓
