淺談土石料堆取機械的研究方法

張永麗，張極夫

（遼寧軌道交通職業學院，遼寧 沈陽110023）

0 引言

土石料堆取機械中首要問題就是物料問題。物料本身的流動性、含水率對土石料堆取機械的性能影響非常大。

散體在土石料堆取機械上是一個重要概念，它不同于巖石和土壤,具有分散性、復雜性和易變性。散體是由形狀各異、尺寸不一的固體顆粒所構成的混合物，一般表現為各種不同程度的松散物料。散體的物理力學性質介于固體和液體之間。運輸設備可以對散體施加壓力和剪切力,當力足夠大時,會發生散體的流動,導致其堆積形狀的變化。但散體幾乎不能承受拉力。散體能像液體一樣向各個方向流動，且呈現各向不同性。

1 散料的流動能力研究

物料的流動性是散體物料的重要特性之一。摩擦角和黏合力是顯示物料流動性的重要物理量，尤其是摩擦角的變化能夠反應散體流動性的變化。散體的粒度級配、濕度、松散性、散粒形狀等，對散體的摩擦角有很大的影響。散體物料顆粒與顆粒之間是空氣和水分，水也是以多種形式表現出來的，可分為潮濕物料、風干物料和干燥物料。例如：松散礦巖的含水量是影響某些散體流動特性的重要物理參數之一。有些散體物料中水與固體顆粒之間并不是簡單的機械混合，而是有機地參入散體的結構，對散體的性狀起到很大的影響。

2 力學分析對土石料堆取機械的重要性

土石料堆取機械作為一種綜合的機電系統，工作環境非常復雜。各種不同條件的環境，不規則的散料都會對設備產生很多種不同的附加載荷，有可能會對機械造成沖擊載荷等，結構的剛度、強度和平衡穩定性問題也是應該研究的重要問題。

傳統的設計中剛度和強度問題都是考慮的，大多是設計者根據經驗公式簡單的驗算和憑借經驗給定結構尺寸材料厚度，往往比較保守。造成使用更多的材料增加自重來保證結構的強度和剛度，強度儲備過大，浪費材料，提高成本。有限單元法作為一種數值方法可以很好的模擬各種物理場，對鋼結構設計提供了很大幫助，具有重要的設計意義。

3 結語

本文主要探討了土石料堆取機械中物料粘度即流動性的相關問題，并提出土石料堆取機械不能僅僅采用傳統的公式簡單的驗算，而是應該充分利用有限元來校核力學性能和節約原材料，這對設計意義重大。