界面形状对颗粒物质中摩擦力的影响

摘要

本文通过对静止在颗粒物质中的探测棒进行提拉实验，得到埋入颗粒物质中的棒所受到的最大静摩擦力与颗粒填充高度、颗粒尺寸、棒的横截面形状的关系以及探测棒所受到滑动摩擦力与颗粒尺寸和颗粒填充高度之间的关系。结果表明：1、最大静摩擦力F随颗粒填充高度h的增大而增大；2、颗粒的尺寸对不同横截面形状的棒所受到的最大静摩擦力有影响；3、直径为3.0mm的颗粒的实验表明，最大静摩擦力F与棒的横截面形状(横截面周长相同)有关；4、改变实验装置，测得棒在颗粒物质中所受到的滑动摩擦力f随提拉距离的变化与颗粒填充高度和颗粒尺寸都有关系。　　本文根据Janssen提出的连续介质模型，对最大静摩擦力在不同条件下的变化进行了分析与讨论。结果表明，实验中的最大静摩擦力随着填充高度的增加而增加的变化趋势与利用Janssen模型得到的分析结果基本符合。由于Janssen模型没有考虑边界条件，不能说明棒的横截面形状对最大静摩擦力的影响，本文从颗粒物质排列结构出发，对最大静摩擦力与棒横截面形状的关系进行分析，分析结果与实验结果基本一致。实验结果还表明，颗粒物质内部摩擦力有明显的涨落起伏现象。

目录

摘要

第一章绪论

1.1课题提出的背景和意义

1.1.1颗粒物质的定义及特征

1.1.2研究颗粒物质的目的及意义

1.2颗粒物质动力学性质及研究现状

1.2.1振动时颗粒物质的行为

1.2.2颗粒的流动特性

1.3颗粒物质静力学性质及研究现状

1.3.1颗粒的堆积密度

1.3.2颗粒物质内部摩擦力、崩塌

1.3.3压力凹陷现象与应力分布结构

1.4本课题的研究思路与选题

1.5本论文的主要研究内容

第二章颗粒物质中最大静摩擦力的研究

2.1理论基础

2.1.1 Janssen模型

2.1.2固定主轴模型

2.1.3力链结构及其相关理论

2.1.4颗粒排列结构对颗粒内部应力分布的影响

2.1.5粉末颗粒中力链断裂实验

2.2实验——实验测量装置、原理、实验仪器以及实验步骤

2.2.1实验测量装置及原理

2.2.2实验中所用实验仪器及实验步骤：

2.3最大静摩擦力与颗粒填充高度的关系与分析

2.4最大静摩擦力与颗粒尺寸的关系与分析

2.5最大静摩擦力与接触面形状的关系与分析

2.6本章小结

第三章本实验研究中存在的问题和改进意见与建议

3.1最大静摩擦力出现涨落起伏原因分析与改进建议

3.2滑动摩擦力的涨落起伏现象分析与下一步实验的建议

第四章结论

附录

致 谢

参考文献

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