基于粮堆有效摩擦系数分布规律的平底筒仓储料静态压力场计算方法

为准确描述筒仓储料内部任意一点的压力,同时考虑到筒仓中储料与仓壁以及储料与储料之间不一定处于临界滑动状态,其接触面上实际摩擦应力与法向压力之比≤最大静摩擦系数,定义了"有效摩擦系数",即2个物体接触面上的实际摩擦应力与法向压力之比,并对粮堆有效摩擦系数分布的进行有限元数值模拟,提出筒仓仓壁和粮堆内部有效摩擦系数分布规律的数学表达式;基于粮堆有效摩擦系数分布规律,采用储料纵向剖分和微元体静力平衡分析的方法,提出筒仓储料静态压力场计算方法;将本研究结果与数值模拟和Janssen公式计算结果进行对比分析。结果表明:1)本研究计算方法能够计算得到储料内部任意一点的竖向压力和水平压力以及筒仓侧压力,同时能够得到同一水平面上竖向压力分布的非均匀性;2)采用本研究计算方法计算得到的粮堆内部不同深度处的压力与数值模拟结果相比较,两者存在一定差异;3)采用本研究计算方法计算得到的筒仓侧压力与数值模拟和Janssen公式计算结果相比较,三者相差不大。研究可为粮食行业内涉及储料散体压力场的诸多问题提供理论支持。