《表1 颗粒1不同参数测得的堆积角汇总表》

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《深海采矿平台矿物入舱自动布载》

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深海底提升的矿物形状不规则，颗粒直径一般在50 mm以下。矿物的材料密度为3.3 t/m3，矿物剪切模量为10 MPa，矿物泊松比为0.25，矿物的堆放角约为39°。基于计算量的考虑，本文将颗粒尺寸放大并针对同一形状颗粒进行模拟。采用三球面的形状来模拟矿物的非球面性，定义该形状为颗粒0，其中3个球的尺寸大小相同，直径为71.2 mm，不同球心之间距离为49.2 mm，形状见图2。该颗粒的体积和质量分别为0.000 5 m3和1.65 kg。在此基础上再放大3倍，定义该尺寸为颗粒1。为保证最后的堆积形态相似，需保证矿物的堆积角和实验的堆积角相同，此处利用墙角倾倒法对矿物粘性系数、静摩擦系数和动摩擦系数进行调节和标定。颗粒以特定速度从出料口排料，物料在容器侧壁堆积，堆积一定物料后，静置一段时间，待物料稳定后测量物料堆积角，见图3。通过调整摩擦系数和JKR粘度系数，得到一系列的堆积角值，选择与实验值最接近的角度对应的参数作为标定所得结果，见表1。