中文基于塑性理論來(lái)理論預(yù)測(cè)高爐中的特征曲線資料

1、基于塑性(sxng)理論來(lái)理論預(yù)測(cè)高爐中的特征曲線匯報(bào)(hubo)人：李戰(zhàn)雨共二十九頁(yè)共二十九頁(yè)主要(zhyo)內(nèi)容一、平面應(yīng)力和莫爾應(yīng)力圓二、莫爾庫(kù)侖定律三、理論預(yù)測(cè)(yc)特征曲線四、問(wèn)題及討論共二十九頁(yè)一、平面(pngmin)應(yīng)力和莫爾應(yīng)力圓應(yīng)力：?jiǎn)挝幻娣e上受到的力。應(yīng)力包括正應(yīng)力和剪應(yīng)力。正應(yīng)力用一個(gè)帶腳標(biāo)的字母來(lái)表示(biosh)，腳標(biāo)用坐標(biāo)軸字母表示(biosh)該坐標(biāo)軸垂直于正應(yīng)力的作用面，也表示(biosh)這個(gè)應(yīng)力平行于該坐標(biāo)軸。例如 表示平行于x軸的正應(yīng)力。剪應(yīng)力用帶兩個(gè)腳標(biāo)的字母來(lái)表示，腳標(biāo)用坐標(biāo)軸字母來(lái)表示。其中第一個(gè)腳標(biāo)表示該軸垂直于剪應(yīng)力的作用面，第二個(gè)表示該軸平行

2、于這個(gè)剪應(yīng)力。例如 表示作用在垂直于x軸的平面上并平行于y軸方向的剪應(yīng)力。共二十九頁(yè)一、平面(pngmin)應(yīng)力和莫爾應(yīng)力圓圖一解釋：在散料體中取一微小單元，在與Y軸的夾角為 的斜面上，受一主應(yīng)力分解為垂直于斜面的正應(yīng)力 和平行(pngxng)于斜面的剪應(yīng)力 。X軸和Y軸上受到的正應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為 ， 和 ， 。共二十九頁(yè)一、平面(pngmin)應(yīng)力和莫爾應(yīng)力圓設(shè)斜面(ximin)的面積為 ,則在斜面、X軸和Y軸上受到的力如下圖二所示。共二十九頁(yè)一、平面(pngmin)應(yīng)力和莫爾應(yīng)力圓根據(jù)(gnj)力平衡方程可得： =同理可得：（1）（根據(jù)力矩平衡所以 ）（2）共二十九頁(yè)一、平面(pngmi

3、n)應(yīng)力和莫爾應(yīng)力圓如果(rgu) , , 和 分別是最大正應(yīng)力和最小正應(yīng)力。（通過(guò)改變 可以實(shí)現(xiàn)）此時(shí)， ，即無(wú)剪應(yīng)力。此時(shí)（1）和（2）分別變?yōu)?（3）（4）由（3）和（4）式可得：（5）共二十九頁(yè)一、平面(pngmin)應(yīng)力和莫爾應(yīng)力圓從（5）中可以看出，當(dāng)斜截面隨方位角 變化時(shí)，其上的應(yīng)力 ， 在 直 角坐標(biāo)系內(nèi)的軌跡是一個(gè)圓，圓心位于橫坐標(biāo)軸（軸）上，離圓心的距離為 ，半徑為 ,此圓習(xí)慣(xgun)上成為應(yīng)力圓。如圖三。共二十九頁(yè)二、莫爾庫(kù)侖定律(k ln dn l)根據(jù)庫(kù)侖定律(k ln dn l)可知，散料體的抗剪力等于內(nèi)摩擦力和黏聚力之和，由下式表示：（6）式中 為顆料內(nèi)摩擦系

4、數(shù)，等于內(nèi)摩擦角 的正切，即 ；C為單位黏聚力，即發(fā)生在單位剪切面上的黏聚力；為剪切面積。為了得到剪切強(qiáng)度，需要剪切面積除上式的兩邊，得（7）對(duì)于無(wú)黏性的散體，C=0,故其剪切強(qiáng)度為（8）共二十九頁(yè)二、莫爾庫(kù)侖定律(k ln dn l)莫爾庫(kù)侖定律：粉體內(nèi)任一點(diǎn)的莫爾應(yīng)力(yngl)圓在ITF(抗剪強(qiáng)度線)的下方時(shí)，粉體將處于靜止?fàn)顟B(tài);粉體內(nèi)某一點(diǎn)的莫爾應(yīng)力圓與ITF相切時(shí)，粉體處于臨界流動(dòng)或流動(dòng)狀態(tài)。共二十九頁(yè)二、莫爾庫(kù)侖定律(k ln dn l)當(dāng)C=0時(shí)的ITF線如下圖五把莫爾應(yīng)力圓和庫(kù)侖抗剪強(qiáng)度定律相結(jié)合起來(lái)，通過(guò)兩者的對(duì)照來(lái)對(duì)粉體所處的狀態(tài)進(jìn)行判斷。把莫爾應(yīng)力圓和庫(kù)侖抗剪強(qiáng)度線相切的

5、應(yīng)力狀態(tài)，即破壞狀態(tài)，稱為莫爾庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則。它是目前判斷粉體（粉體單元(dnyun)）所處狀態(tài)的最基本（最常用）的準(zhǔn)則。根據(jù)這一準(zhǔn)則，當(dāng)粉體處于極限平衡狀態(tài)（破壞狀態(tài)），此時(shí)的莫爾應(yīng)力圓稱為極限應(yīng)力圓或破壞應(yīng)力圓，相應(yīng)的一對(duì)平面稱為剪切破壞平面（簡(jiǎn)稱剪破面）。共二十九頁(yè)二、莫爾庫(kù)侖定律(k ln dn l)莫爾圓與抗剪強(qiáng)度線之間的關(guān)系(gun x)：1、莫爾圓在抗剪強(qiáng)度線的下方；2、莫爾圓與抗剪強(qiáng)度線相切;3、莫爾圓與抗剪強(qiáng)度線相割；直線a 處于靜止?fàn)顟B(tài)；直線b處于臨界流動(dòng)狀態(tài)或流動(dòng)狀態(tài)；直線c不可能出現(xiàn)；共二十九頁(yè)三、理論預(yù)測(cè)(yc)特征曲線這里預(yù)測(cè)的特征曲線主要包括兩條線即應(yīng)力特征曲線（滑

6、移線即死料線）和速度特征曲線（散料體快速流動(dòng)和慢速流動(dòng)的分界線）在理論預(yù)測(cè)特征曲線中主要用到的是塑性(sxng)理論，假設(shè)散料體是均勻介質(zhì)，散料體之間無(wú)黏聚力，并且之間的流動(dòng)服從庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則，即 ，其中 是有效內(nèi)摩擦角?；谒苄云胶夥匠毯蚐okolovski(索克洛夫斯基)技術(shù)。在y-x 平面得到和在特定曲線y=y(x)之間 的關(guān)系如下：（9）（10）共二十九頁(yè)三、理論(lln)預(yù)測(cè)特征曲線式中x,y為水平和垂直(chuzh)方向的坐標(biāo)， 為平均應(yīng)力， 為垂直于x軸的平面與主平面的夾角， , 為散料體的體積密度（11）關(guān)于特定曲線y=y(x)，Sokolovski(索克洛夫斯基)認(rèn)為：如果在式

7、（9）或（10）的右邊第二項(xiàng)中，分子和分母都等于0，那么等式左邊的導(dǎo)數(shù)就是無(wú)窮。此時(shí)曲線y=y(x)就稱為應(yīng)力特征曲線，即滑移線。因此在式（9）或（10）右邊第二項(xiàng)的分母等于0即為滑移線的方程：（12）由 和式（12）得共二十九頁(yè)三、理論(lln)預(yù)測(cè)特征曲線（13）在式（12）、（13）中，上邊符號(hào)代表a-滑移(hu y)線，下邊符號(hào)代表b-滑移線。假設(shè) 為常數(shù)，那么，所以式（13）變?yōu)椋海?4）由 式和 積分得：a-滑移線（15）（16）共二十九頁(yè)三、理論預(yù)測(cè)特征(tzhng)曲線由 式和 積分(jfn)得：b-滑移線（17）（18）其中 為積分常數(shù)，圖七共二十九頁(yè)三、理論預(yù)測(cè)特征(tzh

8、ng)曲線因?yàn)槭剑?7）、（18）中有積分常數(shù)，所以對(duì)其作如下(rxi)變形：(19)(20)類似可得：(21)(22)定義函數(shù)共二十九頁(yè)三、理論預(yù)測(cè)(yc)特征曲線(23)由以上(yshng)三式可得：(24)(25)符號(hào)說(shuō)明：當(dāng)滑移線在卸料口時(shí)， , ,當(dāng)滑移線在軸對(duì)稱高爐中的X軸最頂點(diǎn)（T點(diǎn)）時(shí)， ， .圖八共二十九頁(yè)從下圖的莫爾圓中可得到(d do)：三、理論預(yù)測(cè)特征(tzhng)曲線(26)其中 為卸料角。圖九共二十九頁(yè)三、理論預(yù)測(cè)特征(tzhng)曲線從式（26）中的四式可得：（27）（28）假設(shè)(jish)( 卸料角) （內(nèi)摩擦角）已知量，在式（24）、（25）中， 為已知量，只

9、有 為未知量。所以給一個(gè) 值，通過(guò)式（24）就可以知道 ，將 代入式（25）中就可以得到 值，以此類推就可以知道無(wú)數(shù)的 值，從而就可以得到b-滑移線。共二十九頁(yè)三、理論(lln)預(yù)測(cè)特征曲線而a-滑移線是從b-滑移線上的任意一點(diǎn)到高爐墻壁(qingb)之間的曲線。利用上述類似的方法將式（15）、（16）化為下列形式：（29）（30） 是 在坐標(biāo) 上的角度。當(dāng)在高爐墻壁時(shí) 為 ，而 可以從下圖中得到：共二十九頁(yè)三、理論(lln)預(yù)測(cè)特征曲線其中R1點(diǎn)為滑移(hu y)線垂直于高爐墻壁時(shí)，而 R2、R3點(diǎn)分別為滑移(hu y)線遠(yuǎn)離高爐墻壁和接近高爐墻壁時(shí)。由上圖可得到：（31）其中 為爐腹角，已

10、知量， 為爐墻摩擦角，已知量， 為高爐中心軸到墻壁的距離，已知量，在b-滑移線上任取一點(diǎn) 就可知道 ，然后在X軸上任取一點(diǎn) ,通過(guò)式（29）就可以得到 ，最后將 就可以得到 ，類似的就可以得到無(wú)數(shù)的點(diǎn)，將這些點(diǎn)連接起來(lái)就可以得到一條a-滑移線，以此類推就可以得到一系列的a-滑移線.如圖九另一對(duì)滑移線a和b從T點(diǎn)衍生出來(lái)的，如圖九共二十九頁(yè)三、理論(lln)預(yù)測(cè)特征曲線共二十九頁(yè)三、理論預(yù)測(cè)(yc)特征曲線另一對(duì)滑移線a和b從T點(diǎn)衍生出來(lái)的，如圖九正如以上得到(d do)a-滑移線和b-滑移線的方法一樣，我們可以得到(d do)滑移線a和b的以下形式：a滑移線（32）（33）b滑移線（34）（3

11、5）共二十九頁(yè)三、理論預(yù)測(cè)(yc)特征曲線當(dāng)在點(diǎn)T時(shí) ， 表示在a-滑移線上任意(rny)一點(diǎn)坐標(biāo) 的值。類似上述的方法很容易就可以從（32）（35）中得到a滑移線和b滑移線。通過(guò)從卸料口與a-滑移線或b-滑移線成恒定的角度往上畫(huà)就可以得到速度特征曲線(p2線)即通過(guò)簡(jiǎn)單的幾何作圖就可以得到速度特征曲線。共二十九頁(yè)四 問(wèn)題(wnt)及討論該計(jì)算只是二維計(jì)算怎才可以用該理論(lln)計(jì)算三維模型呢該理論計(jì)算假設(shè)散料體是無(wú)黏性力的但在實(shí)際高爐中的料體是有粘性力的該理論計(jì)算假設(shè)散料體是均勻的但是實(shí)際中是大小不一的料體該理論計(jì)算沒(méi)有考慮高爐中實(shí)際的溫度和壓力的復(fù)雜變化該理論計(jì)算只是在考慮了應(yīng)力其他的力（重力等）是否有影響共二十九頁(yè)THANK YOU .共二十九頁(yè)內(nèi)容摘要基于塑性理論來(lái)理論預(yù)測(cè)(yc)高爐中的特征曲線?；谒苄岳碚搧?lái)理論預(yù)測(cè)(yc)高爐中的特征曲線。剪應(yīng)力用帶兩個(gè)腳標(biāo)的字母來(lái)表示，腳標(biāo)用坐標(biāo)軸字母來(lái)表示。其中第一個(gè)腳標(biāo)表示該軸垂直于剪應(yīng)力的作用面，第二個(gè)表示該軸平行于這個(gè)剪應(yīng)力。C為單位黏聚力，即發(fā)生在單