基于離散元法的新拌混凝土泵送s管優(yōu)化設計

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1、學校代碼10530學號201230071592分類號TU646密級公開碩士學位論文基于離散元法的新拌混凝土泵送S管優(yōu)化設計學位申請人童政鋼指導教師譚援強教授學院名稱機械工程學院學科專業(yè)機械工程研究方向機械創(chuàng)新與優(yōu)化設計二零一五年六月OptimizationDesignofStubevalveforFreshConcretePumpingBasedonDEMCandidateTongZhenggangSupervisorProf.TanYuanqiangCollegeSchoolofMechanical

2、EngineeringProgramMechanicalEngineeringSpecializationMechanicalInnovationandOptimizedDesignDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,2015湘巧大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的硏究成果。除了文中特別加臥標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體Ｂ餐發(fā)表或

3、撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，巧已在義中明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名一：日期；年＾月少日學位論文版巧使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部口或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權湘潭大學可ｙｉ？將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。＾作者簽

4、名：寺於句為曰期；＞皆年月ｙ曰導師簽名：日期：＾＾樂年月忘日湘潭大學碩士學位論文摘要現(xiàn)階段新拌混凝土施工過程中，最常采用的施工方法是泵送，泵送過程主要是通過泵送管道將攪拌站配制好的新拌混凝土通過管道輸送到指定位置，因此，泵送管道在其中扮演著很重要的角色。而S管是泵送管道中最重要的一個部件，主要用于連接料斗與泵送管道，其設計是否合理對于泵送效率及施工質(zhì)量非常重要。本文主要從實驗研究和數(shù)值模擬方面完成了以下幾個方面的工作。（1）采用賓漢姆模型建立了混凝土的一般離散元模型。首先通過砂石的一些基礎

5、性實驗分別測試了砂石的回彈系數(shù)、動摩擦系數(shù)與靜摩擦系數(shù)等，并建立了新拌混凝土的一般離散元模型，隨后采用V型箱實驗定性分析了離散元軟件模擬新拌混凝土的可行性，再通過改良的塌落度實驗與L箱實驗校準了模型的微觀參數(shù)，最后通過自制的加壓式流變儀驗證了離散元模型的正確性。（2）分析了泵送管道中直管、彎管、S管的壓力分布情況。采用離散元-有限元相耦合的方法對泵送過程進行分析，通過泵送直管的數(shù)字模擬與實驗相對比驗證了新拌混凝土模型的正確性，隨后在相同的邊界條件及初始條件下對泵送過程進行模擬，分析了泵送管道不同部位的

6、壓力分布情況，最終找出壓力損失最大的S管。（3）優(yōu)化了泵送S管。采用前面所建立的新拌混凝土一般離散元模型對泵送過程進行模擬，參考量綱分析的方法，將影響S管的因素分為運行參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)兩大類，運行參數(shù)主要包括泵送速度、粗骨料體積分數(shù)、粗骨料形狀；結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括泵送管道直徑、管道的曲率半徑以及管道的水平尺寸分布，隨后采用離散元-有限元相互耦合的方法分別優(yōu)化這兩類參數(shù)，得到了各類參數(shù)優(yōu)化后的結(jié)果，最終給出了優(yōu)化后的S管曲線方程。關鍵字：新拌混凝土；壓力損失；泵送S管；離散元-有限元法；I湘潭大學碩士學位論

7、文AbstractPumpingconstructionisthemostcommonlyusedforconcreteconstructionmethod.Thepumpingprocessismainlypumpingfreshconcretepreparedbymixingstationtothespecifiedlocationthroughthepipelinepumping,sothepumpingpipeplaysaveryimportantroleinpumpconstruction.

8、whileStubevalveisacomponentofpumpingpipeofthemostimportant,Thatismainlyusedtoconnectthehopperandpumpingpipeline.Whetherthedesignisreasonablehasagreatinfluenceonpumpingprocess.Withexperimentandsimulation,themainworkofthispaperasfo