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粗粒土试验研究 被引量:103
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作者 程展林 丁红顺 吴良平 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1151-1158,共8页
粗粒土是土石坝的主要筑坝材料,也是土力学的主要研究对象之一。介绍了粗粒土剪胀性、蠕变性、试验成果的不确定性方面的研究成果,并根据球形颗粒三轴试验成果论证了一般粗粒土的变形机理。试验成果表明,作为一种散体材料,土颗粒间的位... 粗粒土是土石坝的主要筑坝材料,也是土力学的主要研究对象之一。介绍了粗粒土剪胀性、蠕变性、试验成果的不确定性方面的研究成果,并根据球形颗粒三轴试验成果论证了一般粗粒土的变形机理。试验成果表明,作为一种散体材料,土颗粒间的位置排列和粒间作用对粗粒土的力学性质有重要的影响,许多问题都涉及到粗粒土组构问题。 展开更多
关键词 粗粒土 球形颗粒 剪胀性 蠕变性 不确定性 组构
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颗粒体系中的骨架及力链网络 被引量:56
2
作者 孙其诚 辛海丽 +1 位作者 刘建国 金峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期83-87,共5页
颗粒物质是大量离散的固体颗粒相互作用而组成的复杂体系,具有非连续和接触耗散等基本特征,其物理机制研究是近20年科学前沿之一。砂土就是典型的颗粒物质,土体中的有效应力是作用在土体骨架上的平均应力,土体变形主要来源于骨架上的颗... 颗粒物质是大量离散的固体颗粒相互作用而组成的复杂体系,具有非连续和接触耗散等基本特征,其物理机制研究是近20年科学前沿之一。砂土就是典型的颗粒物质,土体中的有效应力是作用在土体骨架上的平均应力,土体变形主要来源于骨架上的颗粒位置,但对土体骨架并没有一个清晰的物理描述。近期颗粒物质力学研究认为,体系中颗粒相互接触形成的网络结构是外荷载传递路径的物理基础,可能就是土力学所指的骨架。同时还发现,较大的力通常沿着准直线的路径传递,人们常把传递较大力、与该准直线路径对应的若干颗粒组成的链状结构,称为强力链;弱力链则传递较小力。力链结构及其演变规律的描述是颗粒物质研究的核心之一。以单轴侧限压缩数值模拟为例,对比说明了土体颗粒骨架与力链结构的关系,明确提出强力链网络决定颗粒体系的宏观力学行为。 展开更多
关键词 颗粒物质 有效应力 力链 土骨架
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力学可以为农业现代化作贡献 被引量:20
3
作者 华云龙 张伟 董务民 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1998年第3期289-298,共10页
农业现代化提出了许多与力学各个分支都有密切关系的问题.从农田耕作、农业物料性质、农产品烘干、水果和蔬菜生产、农业生物环境、节水灌溉、农业水土资源合理利用和作物生长等方面,介绍了有关的力学问题和目前的研究进展.
关键词 农业土壤力学 农业物料力学 植物生物力学
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考虑粒间滚动阻力的CFD-DEM流-固耦合数值模拟方法 被引量:28
4
作者 王胤 艾军 杨庆 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1771-1780,共10页
在离散元(DEM)和计算流体动力学(CFD)程序基础上,运用流-固相互作用力方程建立三维CFD-DEM细观耦合数值模拟模型。CFD-DEM的控制方程包括流体-颗粒相互作用力方程、CFD的流体和DEM的颗粒运动方程。其中,考虑到土颗粒的形状效应,引入颗... 在离散元(DEM)和计算流体动力学(CFD)程序基础上,运用流-固相互作用力方程建立三维CFD-DEM细观耦合数值模拟模型。CFD-DEM的控制方程包括流体-颗粒相互作用力方程、CFD的流体和DEM的颗粒运动方程。其中,考虑到土颗粒的形状效应,引入颗粒滚动阻力机制,介绍了适用性较强的滚动阻力模型。在开源耦合程序CFDEM的框架下,定制CFD开源程序Open FOAM与DEM开源程序LIGGGHTS之间的双向耦合,实现基于颗粒细观的流-固耦合计算。通过砂堆和砂土渗流的模拟分别验证了所嵌入的滚动阻力模型的有效性及耦合模型的可行性。模拟结果表明,圆柱土体中向上渗流流速与水力梯度关系与经典的Ergun理论解接近;耦合模型中所引入的颗粒间滚动阻力模型能够很好地反映颗粒形状对砂堆形成休止角和土体堆积孔隙率的影响。 展开更多
关键词 CFD DEM 流固耦合 滚动阻力 固体颗粒 渗流
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粒状土体的结构模型 被引量:22
5
作者 徐永福 刘斯宏 董平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期366-372,共7页
土体是一种典型的粒状体,建立土体的结构模型有利于进一步认识土体的力学性质。建立了土体结构的分型模型,并根据建立的分形模型,解释了土体的力学行为。
关键词 分形 结构模型 分维 粒状土体 孔隙 屈服模型
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电站锅炉受热面灰污沉积模型 被引量:26
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作者 潘亚娣 司风琪 徐治皋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期63-67,共5页
根据锅炉烟道内颗粒沉积的实际状况,基于沉积体的散体力学性能和凹凸表面特征,研究了颗粒与沉积体之间的惯性碰撞沉积机制。通过分析颗粒与沉积散体间的倾斜碰撞沉积特征,分别建立了切向和法向沉积子模型,提出临界黏附角和临界反弹速度... 根据锅炉烟道内颗粒沉积的实际状况,基于沉积体的散体力学性能和凹凸表面特征,研究了颗粒与沉积体之间的惯性碰撞沉积机制。通过分析颗粒与沉积散体间的倾斜碰撞沉积特征,分别建立了切向和法向沉积子模型,提出临界黏附角和临界反弹速度准则。以铜粒子碰撞沉积体为对象进行算例分析,模型预测与实验结果基本一致。采用该模型对某电厂省煤器换热管积灰过程进行计算流体力学(computation fluid dynamics,CFD)模拟仿真,仿真结果验证了此沉积模型的有效性,该模型能准确反映换热管的实际积灰分布特征。 展开更多
关键词 燃煤锅炉 沉积 灰污监测 临界速度 临界角 散体
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粒状体直剪试验的数值模拟与微观考察 被引量:22
7
作者 刘斯宏 徐永福 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期288-292,共5页
用离散单元法模拟了粒状体的直剪试验。基于数值模拟结果 ,提出了修正剪胀试样与剪切盒内壁间的摩擦对剪切强度影响的方法 ,估算了直剪试验试样的整体应变 ,并探讨了剪切面上宏观应力
关键词 粒状体 离散单元法 直剪试验 微观结构 粒值模拟
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粗粒土组构之颗粒运动研究 被引量:26
8
作者 程展林 吴良平 丁红顺 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期29-33,共5页
土的结构性是决定土的力学特性的一个最根本的因素,正是由于土的结构性的存在,连续体力学理论用于岩土材料存在明显不足,沈珠江将土体结构性的研究提到"21世纪土力学的核心问题"的高度,但由于土的结构性的复杂性,缺乏测试方法... 土的结构性是决定土的力学特性的一个最根本的因素,正是由于土的结构性的存在,连续体力学理论用于岩土材料存在明显不足,沈珠江将土体结构性的研究提到"21世纪土力学的核心问题"的高度,但由于土的结构性的复杂性,缺乏测试方法,还没有找到土结构性的定量指标。选择结构特征相对简单的粗粒土作为研究对象,探索建立其力学体系的方法和途径。粗粒土的结构性(称之为组构)主要体现在颗粒的排列特征方面,采用CT测试技术和DDA数值分析方法初步解决了粗粒土组构的量化问题,对粗粒土多种受力过程进行了CT三轴试验和数值模拟,取得了粗粒土的组构信息及其变化,为构成合理的组构量、研究粗粒土组构量与宏观力学响应之间的相互关系、探讨粗粒土的变形机理和力学特征奠定了基础,并侧重介绍粗粒土CT三轴试验成果,展示三轴试验过程中颗粒运动规律。 展开更多
关键词 粗粒土 组构 CT 三轴试验 颗粒运动
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粗粒料大型三轴试验中橡皮膜嵌入量对体变的影响及校正 被引量:23
9
作者 张丙印 吕明治 高莲士 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2003年第2期30-33,共4页
在围压变化的应力路径上对粗粒料进行大型三轴试验时,需要有效地消除橡皮膜嵌入量对试样体积变形量测的影响.橡皮膜的嵌入量由试样侧表面的孔洞、膜间自由水、试样表面的疏松层以及橡皮膜张力的变化等复杂因素产生,通过试验的方法要精... 在围压变化的应力路径上对粗粒料进行大型三轴试验时,需要有效地消除橡皮膜嵌入量对试样体积变形量测的影响.橡皮膜的嵌入量由试样侧表面的孔洞、膜间自由水、试样表面的疏松层以及橡皮膜张力的变化等复杂因素产生,通过试验的方法要精确地确定其大小、消除其影响是非常困难的.采用等向固结试验校正法,对多种不同筑坝堆石料的橡皮膜嵌入量进行了大型三轴试验研究,得到橡皮膜嵌入量的大小及其试验规律,发现橡皮膜嵌入量大部分在低围压的情况下发生,其与围压的关系可用双曲函数来表示,橡皮膜嵌入量占量测排水总量的百分比在30%~50%之间.通过对橡皮膜嵌入量校正前后一组等应力比三轴试验成果合理性的讨论及该试验结果同压缩试验结果对应关系的分析,论证了等向固结试验校正法对粗粒料大型三轴试验的合理性. 展开更多
关键词 大型三轴试验 膜嵌入量 粗粒料 体应变 筑坝
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圆锥破碎机的多目标规划设计 被引量:21
10
作者 黄冬明 武殿梁 +1 位作者 范秀敏 姚福生 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期204-211,共8页
为研制符合新型层压破碎工作原理的圆锥破碎机,基于总体平衡模型和散体物料运动学特性,提出圆锥破碎机破碎腔型分层研究模型和腔型优化设计新方法。提出破碎机生产率计算新方法和圆锥破碎机操作模型,建立破碎机腔型优化、生产率优化和... 为研制符合新型层压破碎工作原理的圆锥破碎机,基于总体平衡模型和散体物料运动学特性,提出圆锥破碎机破碎腔型分层研究模型和腔型优化设计新方法。提出破碎机生产率计算新方法和圆锥破碎机操作模型,建立破碎机腔型优化、生产率优化和破碎产品粒度分布优化的计算模型。研究分析基于层压破碎原理的破碎腔型、生产率和破碎产品粒度之间的相互耦合关系模型,建立圆锥破碎机的多目标规划模型,能够为自主研制开发新型、高效、节能的现代高能圆锥破碎机奠定理论基础。 展开更多
关键词 圆锥破碎机 层压破碎 散体物料 总体平衡模型 优化设计
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粒状材料临界状态的颗粒级配效应 被引量:22
11
作者 李罡 刘映晶 +2 位作者 尹振宇 Christophe Dano Pierre-Yves Hicher 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期452-457,共6页
采用理想颗粒材料(DEM理想球体)、人工颗粒材料(玻璃球)和天然颗粒材料(Hostun砂),通过数值和室内常规三轴排水试验研究了颗粒材料级配对其应力–应变响应和临界状态的影响规律。试验结果表明:在相同加载初始条件下(e0=0.574,p0'=40... 采用理想颗粒材料(DEM理想球体)、人工颗粒材料(玻璃球)和天然颗粒材料(Hostun砂),通过数值和室内常规三轴排水试验研究了颗粒材料级配对其应力–应变响应和临界状态的影响规律。试验结果表明:在相同加载初始条件下(e0=0.574,p0'=400 kPa),随着不均匀系数Cu(d60/d10)的增大,试样在q–ε1平面上从剪胀变为剪缩,在εv–ε1平面上表现出由应变软化转变为应变硬化的特性。通过不同围压下的三轴排水试验,在e–p'和q–p'平面上分别对不同级配的颗粒材料集合体绘制了临界状态线,e–p'平面随着Cu的增大临界状态线往下偏移,而在q–p'平面上临界状态线不随Cu的改变而改变。 展开更多
关键词 颗粒级配 离散单元法 三轴排水试验 临界状态 粒状材料
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颗粒物质内部滑动摩擦力的非线性振动现象 被引量:18
12
作者 杜学能 胡林 +2 位作者 孔维姝 王伟明 吴宇 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期6488-6493,共6页
实验研究了探测棒竖直穿过圆筒中颗粒物质运动时所受的滑动摩擦阻力.研究发现,厚度为容器直径的0·5到2倍之间,粒径为2mm的颗粒堆,对探测棒的滑动摩擦力在一个平均水平上随时间作非线性振动.当探测棒以小于2×10-3m/s的匀速率... 实验研究了探测棒竖直穿过圆筒中颗粒物质运动时所受的滑动摩擦阻力.研究发现,厚度为容器直径的0·5到2倍之间,粒径为2mm的颗粒堆,对探测棒的滑动摩擦力在一个平均水平上随时间作非线性振动.当探测棒以小于2×10-3m/s的匀速率上升时,滑动摩擦力平均水平超过初始最大静摩擦力F0的0·2到0·5倍,变化范围可从F0到2F0.频率低于1·35Hz时,各种频率成分的强度随频率增加按幂函数方式衰减,其主要部分的平均周期T与探测棒运动速率v成反比关系. 展开更多
关键词 颗粒物质 滑动摩擦力 非线性振动
原文传递
基于离散元方法的颗粒材料缓冲性能及影响因素分析 被引量:20
13
作者 季顺迎 樊利芳 梁绍敏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期164-176,共13页
在冲击荷载作用下,颗粒材料通过颗粒间的摩擦及非弹性碰撞可有效进行能量耗散实现缓冲作用.本文采用离散元方法对冲击载荷下颗粒材料的缓冲过程进行数值分析,研究不同厚度下颗粒材料的缓冲性能.计算结果表明:颗粒层厚度H是影响颗粒材料... 在冲击荷载作用下,颗粒材料通过颗粒间的摩擦及非弹性碰撞可有效进行能量耗散实现缓冲作用.本文采用离散元方法对冲击载荷下颗粒材料的缓冲过程进行数值分析,研究不同厚度下颗粒材料的缓冲性能.计算结果表明:颗粒层厚度H是影响颗粒材料缓冲性能的关键因素,并存在一个临界厚度H_c.当H<H_c时,冲击力随H的增加而降低;当H>H_c时,冲击力对H的变化不敏感并趋于稳定值.此外,在不同颗粒摩擦系数和初始密集度下对缓冲过程的离散元分析表明,光滑和疏松颗粒材料具有更好的缓冲性能.最后,对颗粒材料在冲击过程中的力链结构和底板的压力分布进行了讨论,以揭示颗粒材料缓冲性能的内在机理. 展开更多
关键词 颗粒材料 离散元方法 缓冲性能 临界厚度
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基于SMP的粒状材料各向异性强度准则 被引量:19
14
作者 张连卫 张建民 张嘎 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1107-1111,共5页
基于SMP准则,假定不同平面上的摩擦角随该平面与沉积面之间的夹角变化,提出了一般应力条件下各向异性粒状材料的强度准则,称为ASMP准则,给出了该强度准则在横观各向同性条件下的表达式。对两种典型条件下各向异性砂土强度特性的模拟结... 基于SMP准则,假定不同平面上的摩擦角随该平面与沉积面之间的夹角变化,提出了一般应力条件下各向异性粒状材料的强度准则,称为ASMP准则,给出了该强度准则在横观各向同性条件下的表达式。对两种典型条件下各向异性砂土强度特性的模拟结果表明,ASMP准则能够较好的反映粒状材料在一般应力条件下的强度变化规律,尤其是材料主轴与应力主轴成任意角度时的强度变化。在此基础上,进一步提出了该各向异性强度准则在典型条件下的实用表达式。 展开更多
关键词 粒状材料 各向异性 强度准则 空间滑动面
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松散软岩巷道围岩塑性区扩展分析及支护实践 被引量:18
15
作者 张继华 王连国 +1 位作者 朱双双 李青海 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期433-438,共6页
针对松散软岩胶结程度差、松散易碎及岩层粒状力学行为明显的特性,引入粒状材料的概念对松散软岩巷道失稳机理进行研究。在粒状材料力学行为分析的基础上,获得了粒状材料库仑屈服准则,并结合某矿现场情况建立了松散软岩巷道力学模型,获... 针对松散软岩胶结程度差、松散易碎及岩层粒状力学行为明显的特性,引入粒状材料的概念对松散软岩巷道失稳机理进行研究。在粒状材料力学行为分析的基础上,获得了粒状材料库仑屈服准则,并结合某矿现场情况建立了松散软岩巷道力学模型,获得了其围岩塑性区半径扩展公式。通过分析得出:巷道围岩塑性区半径随着初始支护强度与原始地应力比值的增加逐渐减小,但塑性区范围仍然很大。因而仅仅通过提高巷道初始支护强度并不能有效控制该类巷道围岩塑性区的扩展,还需改善围岩物理力学性能,提高支护结构的承载能力。针对该矿区具体情况提出了"超前预注浆+锚网棚+锚注"联合支护方案,取得了良好成效,保证了施工的顺利进行。 展开更多
关键词 粒状材料 松散软岩 塑性区 注浆 联合支护
原文传递
加载路径对粗粒土非共轴性影响的试验研究 被引量:17
16
作者 蔡燕燕 俞缙 +1 位作者 余海岁 郭力群 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1117-1122,共6页
采用空心圆柱扭转仪,对Portaway砂进行排水试验,研究粗颗粒砂土主应力和主应变增量的非共轴性,以及应力路径(历史)对砂土非共轴性的影响规律。试验分两个系列,系列1中试件在排水固结后直接沿着固定的主应力方向进行加载,系列2中试件在... 采用空心圆柱扭转仪,对Portaway砂进行排水试验,研究粗颗粒砂土主应力和主应变增量的非共轴性,以及应力路径(历史)对砂土非共轴性的影响规律。试验分两个系列,系列1中试件在排水固结后直接沿着固定的主应力方向进行加载,系列2中试件在排水固结后先进行轴向压缩,再沿着与系列1同样的加载路径剪切。试验进一步验证了颗粒材料的非共轴特性。试验结果显示:非共轴度与材料的加载方向密切相关,加载历史对于非共轴度有一定的影响;随着试件接近破坏状态,主应力和主应变增量趋于共轴。 展开更多
关键词 非共轴 粗粒土 空心圆柱扭转仪 排水试验
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用离散单元法分析单剪试验中粒状体的剪切机理(英文) 被引量:13
17
作者 刘斯宏 卢廷浩 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期608-611,共4页
用铝棒堆积体作为二维粒状体的模型材料进行单剪试验 ,然后对其用离散单元法进行数值模拟 ,对于宏观应力应变关系 ,两者结果基本吻合。基于数据模拟结果 ,对粒状体的剪切机理 ,例如滑动面上粒子接点角的分布及变化规律 ,进行了微观分析。
关键词 离散单元法 粒状体 微观 单剪试验
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粒状材料的一个实用弹塑性模型 被引量:16
18
作者 孙德安 姚仰平 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期1147-1152,共6页
提出了一个适用于粒状材料的简单而实用的弹塑性模型。该模型通过对修正剑桥模型进行改进,能够反映三维应力状态下的剪胀剪缩性和变形、强度的平均应力依存性。模型参数可由邓肯-张模型参数换算。用建议模型对某土石坝的石渣料进行了预... 提出了一个适用于粒状材料的简单而实用的弹塑性模型。该模型通过对修正剑桥模型进行改进,能够反映三维应力状态下的剪胀剪缩性和变形、强度的平均应力依存性。模型参数可由邓肯-张模型参数换算。用建议模型对某土石坝的石渣料进行了预测和比较,结果表明,模型能够合理地预测粒状材料的变形和强度特性。 展开更多
关键词 粒状材料 弹塑性模型 变形 强度
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双轴压缩条件下颗粒材料中力链的演化 被引量:17
19
作者 付龙龙 周顺华 +1 位作者 田志尧 田哲侃 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2427-2434,共8页
针对无黏性颗粒材料,开展了柔性边界双轴压缩数值试验,分析了不同围压下力链的数量、方向概率等随轴向应变的变化。研究结果表明:不断加载使得游离的高应力颗粒有所减少,荷载更多的被力链承担;统计意义上,力链最大长度为9个颗粒。轴向&#... 针对无黏性颗粒材料,开展了柔性边界双轴压缩数值试验,分析了不同围压下力链的数量、方向概率等随轴向应变的变化。研究结果表明:不断加载使得游离的高应力颗粒有所减少,荷载更多的被力链承担;统计意义上,力链最大长度为9个颗粒。轴向±30o范围内力链概率随应变的发展与偏应力一致,而与其邻接的[40o,60o]和[120o,140o]两个方向上的力链概率随应变的发展与偏应力相反;双轴试样剪切破坏时有单剪切带和双剪切带两种模式,当[40o,60o]和[120o,140o]两个角度区间的力链概率有较大差异时,剪切带出现在力链较少的角度区间;当这两个角度区间力链概率接近时,试样中将出现两个剪切带。 展开更多
关键词 颗粒材料 双轴压缩试验 力链 方向概率 剪切带
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颗粒滚动-滑动转换机制及摩擦系数的试验研究 被引量:15
20
作者 孙珊珊 苏勇 季顺迎 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期110-115,共6页
颗粒间的滑动、滚动摩擦对其微观、宏观动力特性有很大的影响。在颗粒流体动力学研究中,对颗粒介质的滑动摩擦已有深刻的认识,而对滚动摩擦及其与滑动摩擦间相互关系的研究还需进一步深入。滚动摩擦的影响因素较多,且作用机理复杂,至今... 颗粒间的滑动、滚动摩擦对其微观、宏观动力特性有很大的影响。在颗粒流体动力学研究中,对颗粒介质的滑动摩擦已有深刻的认识,而对滚动摩擦及其与滑动摩擦间相互关系的研究还需进一步深入。滚动摩擦的影响因素较多,且作用机理复杂,至今没有形成统一的理论。通过颗粒滑动–滚动摩擦试验,分析了颗粒表面粗糙度和形状对颗粒摩擦力的影响,初步研究了颗粒滚动–滑动摩擦的转化机制。试验结果表明:颗粒在不同的粗糙度和不规则形态影响下表现出滑动或滚动的不同运动形式,并呈现出一定的转化特性。该试验还进一步测定了颗粒滑动、滚动摩擦系数,定性地分析了颗粒的表面粗糙度和几何形态对它们的影响。 展开更多
关键词 颗粒物质 滚动摩擦 滑动摩擦 转化机制 力学试验
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