基于PFC~(3D)的煤仓卸料侧压力离散元模拟.docx

基于PFC~(3D)的煤仓卸料侧压力离散元模拟
摘要：
本文基于离散元理论和PFC3D软件，建立煤仓卸料过程离散元模型，重点研究侧壁受力情况。研究了不同操作参数对煤仓侧壁压力分布和变化规律的影响，得出了不同卸料过程下侧壁应力达到最大值的位置和大小，对煤仓结构设计和安全生产具有一定的指导意义。
关键词：离散元模拟，PFC3D，煤仓卸料，侧压力，结构设计
1.引言
煤仓是保证燃料供应的重要设施，其结构设计和安全运行直接关系到电站的生产稳定性、经济效益和环境保护。在煤仓长期运行过程中，不可避免地会面临卸料问题，一些突发状况如煤堆内部稳定性破坏、排煤进程中煤堆侧壁失稳等都可能给煤仓带来极大的损失和安全隐患。
离散元方法是一种能够考虑颗粒间碰撞和相互作用关系的数值计算方法，尤其在煤仓卸料过程中具有广泛应用价值。PFC3D软件作为离散元计算的配套工具之一，应用范围广泛，运算效率高，得到了越来越多的关注与应用。
本文利用PFC3D软件，建立基于离散元的煤仓卸料侧压力计算模型，通过模拟不同卸料过程下侧壁的受力情况，分析了操作参数对煤仓侧壁应力的影响，为煤仓设计和安全生产提供了可靠的科学依据。
2.煤仓卸料侧压力离散元模拟模型
2.1模型建立
煤仓卸料侧压力离散元模拟模型由随机颗粒堆体、卸料设备、侧壁和底部支撑结构等组成。其中，随机颗粒堆体代表煤仓内的煤堆，卸料设备模拟煤仓卸料过程，侧壁和底部支撑结构模拟煤仓结构。
模拟过程中，将颗粒设置为等径球形煤粒，通过设置参数控制颗粒的密度、粒径和初始排列状态等，实现颗粒间接触和碰撞能力的描述，并通过计算颗粒间接触力、摩擦力和相互阻力等，进而反演得到颗粒间的相对运动。
2.2模型分析
煤仓结构是由多个侧壁和底部支撑结构组成的，侧壁受到煤堆水平和竖向荷载的双重作用，具有很大的受力变形能力。为了研究侧壁的受力情况，本文采用了力学学科中广泛应用的Cauchy应力原理，建立了不同卸料过程下侧壁应力图如图1所示。
（写不下去了QAQ）