振動對生物材料密實(shí)化的影響機(jī)制.pdf

1、化石燃料由于其儲量有限,不可再生,且對環(huán)境的污染比較嚴(yán)重,已經(jīng)制約了社會的發(fā)展。生物材料是一種可再生的綠色能源,是傳統(tǒng)化石燃料的天然替代品。然而,由于生物材料密度小、體積大、濕度高導(dǎo)致了運(yùn)輸、生產(chǎn)和存儲的成本較高,為了解決這些問題,對生物材料進(jìn)行密實(shí)化處理顯得尤為重要。本文對生物材料的密實(shí)化過程進(jìn)行了研究。
　　現(xiàn)有的生物材料密實(shí)化模型大多是經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?由于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃茈y說明生物材料的密實(shí)化機(jī)制。為了解決這一問題,本文采用離散元法研究

2、生物材料的密實(shí)化過程,此方法可以通過追蹤單個顆粒的運(yùn)動得到顆粒集合體的整體運(yùn)動狀態(tài),從而準(zhǔn)確的描述生物材料的密實(shí)化過程。
　　本文基于離散元法對顆粒的生成和重力作用下的自由堆積過程進(jìn)行了模擬,并用系統(tǒng)的平均不平衡力和任意一個顆粒的運(yùn)動狀態(tài)來證實(shí)顆粒在重力作用下達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài);然后分別研究了顆粒在靜壓和振動作用下的密實(shí)過程,并從宏觀和微觀描述了生物顆粒在密實(shí)過程中結(jié)構(gòu)的變化,同時得到了靜壓密實(shí)和振動密實(shí)下軸向壓強(qiáng)和側(cè)向壓強(qiáng)的變化情況,

3、并且進(jìn)行了比較分析,對不同屈服極限的顆粒材料在振動密實(shí)過程中軸向壓強(qiáng)和側(cè)向壓強(qiáng)的變化情況進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,在靜壓密實(shí)和振動密實(shí)的過程中,隨著活塞對顆粒作用力的增加,顆粒的密度、配位數(shù)、平均配位數(shù)都在增加,說明了顆粒間的空隙減少,形成了更加密實(shí)的結(jié)構(gòu)。此外,振動密實(shí)下的軸向壓強(qiáng)和側(cè)向壓強(qiáng)均小于靜壓密實(shí)的軸向壓強(qiáng)和側(cè)向壓強(qiáng),對屈服極限較小的生物顆粒進(jìn)行密實(shí)化處理時可得到較小的軸向壓強(qiáng)和較大的側(cè)向壓強(qiáng),反之也成立。最后,基于傳熱學(xué)的基本理