筒仓中内置减压管作用的试验研究

随着筒仓在国内外迅速发展,我国筒仓日渐向筒壁更高、直径更大的趋势发展,同时伴随着大量的筒仓破坏事故发生,筒仓安全问题已变成我国粮仓发展的当务之急。筒仓卸料时作用在仓壁上的侧压力瞬时增大是筒仓破坏的重要原因,通过试验研究对比分析了内置减压管的单侧壁卸料筒仓和普通单侧壁卸料筒仓在侧压力数值和超压系数分布上的差异,探究减压管的作用,结果显示:普通筒仓的超压主要分布在卸料口对侧仓壁,减压管安装后卸料时仓壁受到的动态压力相比静态贮料压力增大趋势较缓,相比普通筒仓受到的卸料压力有明显降低,超压系数分布范围显著缩小,其中内置减压管的筒仓最大超压系数为1.16,普通侧壁卸料筒仓最大超压系数为1.4,且有两个测点可以达到这个值。     

筒仓静态储粮的边界压力及仓壁摩擦力试验研究

为了研究筒仓散装粮堆的边界压力和仓壁摩擦力的分布规律,研制了模型筒仓试验装置,基于仓体的微缝分离设计,实现各分离仓体受力的独立测量。以小麦为例,通过实测,发现不同装粮高度下,粮堆底部压力沿径向呈现不均匀分布特征,其不均匀分布程度随装粮高度逐渐增加;当装粮高度大于筒仓直径后,仓壁侧压力开始逐渐小于Janssen公式计算结果;而仓壁摩擦力在整个粮堆深度范围内均小于Janssen公式计算结果。试验表明,仓壁实测摩擦力与侧压力之比小于小麦与仓壁的摩擦系数,且随粮堆深度的增加不断变化,表明静态储粮下储料与仓壁边界之间尚未达到极限平衡状态;侧压力系数接近主动态,且小于主动土压力系数。研究结果可为散体物料压力理论提供参考。     

基于离散元模拟筒仓贮料卸料成拱过程及筒仓壁压力分布

筒仓卸料时贮料作用在仓壁上的卸料压力出现骤然增大以及震荡分布的现象,该文从贮料的散体颗粒性入手,采用离散元法和模型试验法研究贮料在静止储粮状态和卸料过程中的力学行为,从细观颗粒层次探求卸料时贮料内部土拱效应与宏观仓壁卸料压力增大及产生震荡的本质联系。模型为平底立筒仓,高1.0 m,宽0.5 m,卸料口直径0.1 m,数值模型填充20 400个球形单元,模型试验贮料为大豆。首先,通过分析卸料中仓底压力分布的周期性变化规律,证实了卸料口附近拱效应的存在。然后选取结拱起始、结拱完成及拱塌落3个时间点仓内贮料的力链网络、竖向应力、横向应力、主应力方向和速度场分布,分析了卸料时的拱效应及其对仓壁卸料压力分布的影响。研究发现,卸料中,筒仓底部的卸料口附近有拱形成,其跨度为卸料口直径的4.0倍,高度为卸料口直径的2.5倍。随着物料的流出,卸料口附近的颗粒物质遵循"拱形成-拱塌落"的动态规律,并据此提出了筒仓卸料的动态成拱机制。深高比0.35处,动态压力修正系数最大为2.70。在深高比0.85处,结拱完成时的仓壁压力达到峰值3.57 kPa。分析结果表明,拱的形成是仓壁压力增大的根本原因,动态成拱机制则是宏观仓壁压力产生震荡的根本原因,仓壁压力峰值作用点和最大动态压力修正系数作用点并不一致。动态成拱机制以及由此引发的仓壁卸料压力分布规律,可为构建机理研究的筒仓结构安全设计提供参考。     

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。     

谈本科生导师制的意义

结合高校大学生素质教育问题,针对班主任导师制的特点,研究总结了河南工业大学实施本科生导师制的特色和优势,为怎样做才能全面提高在校大学生的素质和科研水平提供一定的借鉴,为我国高校素质教育的发展奠定基础。     

关于“十二五”环境保护规划中农村环境保护的思考

国家“十一五”环境保护规划指标体系兼顾了“十一五”期间国家环保工作重点与全面建设小康社会总目标的阶段需求,充分体现了我国“十一五”期间的阶段特点,很好地引领了全国环境保护工作的推进。在分析国家不同环境保护时期及相关文件中关于农村环境保护的目标指标设计的基础上,提出了“十二五”农村环境保护总体目标,并对“十二五”农村环境保护指标进行了筛选及优化,提出了“十二五”农村环境保护的建议与对策。     

土木类力学课程体系与教学内容的改革探讨

从土木类人才培养与社会需求的角度出发,探讨了工科院校土木类力学课程体系和教学内容的改革思路。     

粮食楼房仓结构和储粮工艺研究进展

通过对国内粮库调查,发现目前的楼房仓一般采用框架结构承重体系,其用途主要用于储存包装粮食,楼房仓现在还不是储存粮食的主要仓型。粮食楼房仓内温度、湿度等储藏条件显著好于平房仓,相同储藏时间楼房仓储藏粮食品质比平房仓优越,且有多种方式实现散粮和包粮的进出仓作业。但是散装楼房仓受到粮食竖向和水平侧压力的作用,不同粮堆形式和裝粮方式对结构产生的影响研究还不透彻,一直还没有针对粮食楼房仓的设计规范,造成结构设计依据不充分,制约了楼房仓的发展。     

基于动力位移响应的结构优化设计

通过研究以动力激励下结构响应的位移为目标或约束的结构动力学优化设计，利用解析的方法推导出动力位移响应灵敏度计算公式，并成功地移植到有限元程序中。程序在计算包括杆、梁、板、二维、三维单元在内的所有算例时，动力位移响应的灵敏度精度均可达到97％，并且迭代次数少，求解效率高。     

模拟钢板仓储存大米通风降温试验

钢板仓具有安全储藏,仓壁导热快的特点;但由于堆粮线高,存在难以处理局部发热,出仓时发生"挂壁",甚至"冷粮返潮"的问题。利用经过通风系统改造的钢板仓进行储藏大米应用试验,通过冷风机实现了钢板仓准低温储存大米的目的。