サイロ内粉粒材料の異常流動現象の発生因子およびそのメカニズムの解明

筒仓颗粒物料异常流动现象的影响因素及其机理解析

基本信息

批准号：
16780183
负责人：
岡安崇史
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

穀物,製粉薬品・食品,砂,セメント等の粉粒材料の貯蔵に用いられるサイロ・ホッパーの力学設計の高度化には,粒子の流動特性のみならず流動時に生ずる構造物各部の力学量の詳細な把握が必要となる.従前より流動実験や古典弾塑性モデルに基づく有限要素法を用いた流動現象解析が行われている.しかしながら,計測システムや構成モデルの適用限界等の要因により,異常流動現象の予測には至っていない.本研究では,PIV(粒子画像流速測定法)による流動現象の高精度計測,ならびに,降伏面内部を純粋弾性域と仮定しない非古典塑性論に属する下負荷面モデル(Hashiguchi and Ueno,1977;Hashiguchi,1980),さらには上負荷面モデル(浅岡他,2000,岡安他,2004)を導入した更新Lagrange法に基づく弾塑性有限要素解析プログラムによる流動現象の解析を行い,両結果の比較・照査から本プログラムの予測精度を検討した.その結果,粉粒材料の貯留層厚や密度,ホッパー角度,さらには壁面摩擦の違いにより引き起こされる流動現象の差異が上記プログラムにより表現可能であることを示した.他方,本研究で開発した有限要素解析プログラム(2次元)は,プレ・ポスト処理プログラムと合わせて開発を終了し,初期バージョンについては一般公開するに至っている.本プログラムは,地盤構造物施工時の地盤変形メカニズムや金属材料の引出成形加工メカニズムの解明のためにも活用されており,他分野においてもいくつかの知見を得ている.以上,本研究で得られた知見は,サイロ・ホッパーのみならず盛土,トンネル等の土木・地盤構造物さらには機械構造物要素の力学設計の高度化にも適用し得る可能性を示唆するものである.

为了改善用于存储谷物，面粉铣削化学品和食物，沙子，水泥等的孤岛料斗的机械设计，不仅需要了解颗粒的流动特性，而且还要了解在流动过程中发生的每个部分的机械量。一段时间以来，已经进行了基于经典弹性模型的有限元方法的流动实验和流动现象分析。但是，由于诸如测量系统的应用限制和组成型模型之类的因素，尚未预测流动现象异常。 In this study, high-precision measurement of flow phenomena using PIV (particle image flow velocity measurement method), and under-load surface model (Hashiguchi and the non-classical plasticity theory, which does not assume the inside of the yield surface is pure elastic range. We analyzed the flow phenomenon using an elasto-plastic finite element analysis program based on the updated Lagrange method, which introduced the upper load surface model (Asaoka et Al。，2000年，Okeasu等，2004），并通过比较和检查两个结果来检查该程序的预测准确性，我们表明，由储层厚度，密度，霍普角，霍普角，料斗角度和粉末材料的壁摩擦的差异差异，可以在上述元素上进行了研究，该程序是在上述元素上进行的，该元素已开发出来，该元素已开发，该元素已开发，该元素已开发了。随着PES POST处理程序，并且初始版本已公开。该程序已被用来阐明地面结构建造过程中的地面变形机制和金属材料的拉出处理机制，并在其他领域也获得了一些知识。在这项研究中获得的发现表明，它不仅适用于筒仓料斗，还适用于土木工程和地面结构（例如路堤和隧道以及机械结构元素）的先进机械设计。