【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于料浆屈服应力计算领域，特别涉及一种基于塌落度计算料浆屈服应力的方法及系统。
技术介绍
1、高浓度浆体流动性评价是混凝土、矿山充填领域的重要问题，屈服应力是表征该种浆体流动性的重要参数。传统的流变仪测量方法虽然能直接获取剪切应力和剪切速率之间的关系，但对设备要求较高，在很多矿山难以应用，不利于大规模流动性分析。塌落度实验因其设备结构简单，价格低廉，测试方法易于控制，节省人力等优势，在诸多领域得到广泛采用。塌落体中心高度与塌落度筒高度的差值即为塌落度。学者也尝试构建塌落度值和屈服应力之间的关系，如从力学分析角度或实验探索角度，做出了很多工作，但相关模型仍不成熟，无法准确表征塌落度值与屈服应力之间的关联，在不同形状塌落度筒中的适用性也较差。
2、传统的塌落度向屈服应力转换的方法主要基于tresca准则，这会造成下部塌落体截面形状的错误预测，进而导致屈服应力计算不准确。
技术实现思路
1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，本专利技术实施例提供了一种基于塌落度计算料浆屈服应力的方法，方案如下：
2、一种基于塌落度计算料浆屈服应力的方法，包括下述步骤：
3、s1、获取料浆密度ρ、塌落度值h；
4、s2、获取塌落度筒形状参数：
5、当所述塌落度筒形状为圆柱形时，获取半径rn和高度h；
6、当所述塌落度筒形状为圆台形时，获取入塌落度筒下底半径rb、塌落度筒上底半径rt和塌落度筒高度h；>
7、s3、将目标塌落体进行划分，得到上部塌落体和下部塌落体；
8、s4、根据塌落度筒的形状，得到塌落度筒的体积v；
9、s5、设置屈服应力的初始值τy＝0；
10、s6、对屈服应力进行增加，即其中，δτ为屈服应力的增量为增加后的屈服应力：
11、s7、设置所述上部塌落体的底部高度hb＝0；
12、s8、对所述上部塌落体的底部高度进行增加，即其中，δh为上部塌落体的底部高度的增量，为增加后的上部塌落体的底部高度；
13、s9、基于tresca准则和增加后的屈服应力得到所述上部塌落体的高度hu和所述上部塌落体的体积vu；基于润滑理论和增加后的上部塌落体的底部高度得到所述下部塌落体的体积vt；
14、s10、当vu+vt＜v，则跳转至所述步骤s8；
15、否则，hc＝hu+ht，hc为所述目标塌落体的预测高度，输出在所述屈服应力下的塌落度值hp＝h-hc；
16、s11、当hp＜h时，则则跳转至所述步骤s6；
17、否则，输出此时的屈服应力值为所述目标塌落体的料浆的屈服应力。
18、优选地，所述s3的将目标塌落体进行划分，得到上部塌落体和下部塌落体包括：
19、对于圆台塌落度筒而言，将目标塌落体顶部仍保持圆台形状的部分划分为上部塌落体；对于圆柱塌落度筒而言，将目标塌落体顶部仍保持圆柱形状的部分划分为上部塌落体；
20、将目标塌落体底部呈变形或流动的部分划分为下部塌落体。
21、优选地，所述s4的根据塌落度筒的形状，得到塌落度筒的体积v包括：
22、当塌落度筒为圆柱形塌落度筒时，通过所述塌落度筒的半径rn和所述塌落度筒的高度h得到所述塌落度筒的体积v；
23、当塌落度筒为圆台形塌落度筒时，通过所述塌落度筒的下底半径rb、所述塌落度筒的上底半径rt和所述塌落度筒的高度h得到所述塌落度筒的体积v；
24、优选地，所述s9的基于tresca准则和增加后的屈服应力得到所述上部塌落体的高度hu和所述上部塌落体的体积vu；基于润滑理论和增加后的上部塌落体的底部高度得到所述下部塌落体的体积vt包括：
25、当塌落度筒为圆台时，所述上部塌落体的高度hu的计算公式为公式(1)：
26、
27、其中，λ＝hrb/(rb-rt)，g为重力加速度；
28、当塌落度筒为圆柱时，所述上部塌落体的高度hu的计算公式为公式(2)：
29、hu＝2τy/(ρg) (2)
30、所述上部塌落体的体积vu的计算公式为公式(3)：
31、
32、其中，ru为所述上部塌落体的底部半径，h(r)为半径r上的塌落体高度。
33、优选地，所述δτ的取值范围为0.01～0.1pa；
34、优选地，所述δh的取值范围为0.00001～0.0001m；
35、一种基于塌落度计算料浆屈服应力的系统，包括依次连接的输入单元、塌落体形状参数判断及输入单元、体积输出单元、屈服应力初始化单元、屈服应力增加单元、上部塌落体的底部高度初始化单元、上部塌落体的底部高度增加单元、计算单元、体积判断单元和塌落度值判断单元；
36、输入单元，所述输入判断用于输入目标塌落体的料浆密度ρ、塌落度值h；
37、塌落度筒形状判断单元，所述塌落度筒形状若为圆柱形，则输入半径rn和高度h；若所述塌落度筒形状为圆台形，则输入塌落度筒下底半径rb、塌落度筒上底半径rt和塌落度筒高度h；
38、体积输出单元，所述体积输出单元判断出塌落度筒的形状后，根据所述塌落度筒的形状和参数输出所述塌落度筒的体积；
39、屈服应力初始化单元，所述屈服应力单元对初始的屈服应力赋值为0；
40、屈服应力增加单元，对屈服应力进行增加，即其中，δτ为屈服应力的增量，为增加后的屈服应力；
41、上部塌落体的底部高度初始化单元，所述上部塌落体的底部高度初始化单元对上部塌落体的底部高度赋值为0；
42、上部塌落体的底部高度增加单元，对所述上部塌落体的底部高度进行增加，即其中，δh为上部塌落体的底部高度的增量，为增加后的上部塌落体的底部高度；
43、计算单元，基于tresca准则和增加后的屈服应力得到所述上部塌落体的高度hu和所述上部塌落体的体积vu；基于润滑理论和增加后的上部塌落体的底部高度得到所述下部塌落体的体积vt；
44、体积判断单元，所述体积判断单元判断vu+vt＜v，则跳转至所述上部塌落体的底部高度增加单元；否则，hc＝hu+ht，hc为所述目标塌落体的预测高度，输出在所述屈服应力下的塌落度预测值hp＝h-hc；
45、塌落度值判断单元，当hp＜h时，则则跳转至所述屈服应力增加单元；否则，输出此时的屈服应力值为所述目标塌落体的料浆的屈服应力。
46、本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
47、1、本专利技术使用tresca准则计算上部塌落体，使用润滑理论计算下部塌落体，充分考虑塌落体变形与相应理论的适用性，确保屈服应力预测结果的准确性；
48、2、本专利技术提出的计算方法适用于不同尺寸的圆台和圆柱形塌落度筒，只需根据条件选择不同的计算公式，增加了计算方法的适本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于塌落度计算料浆屈服应力的方法，其特征在于，包括下述步骤：
2.根据权利要求1所述的基于塌落度计算料浆屈服应力的方法，其特征在于，所述S3的将目标塌落体进行划分，得到上部塌落体和下部塌落体包括：
3.根据权利要求2所述的基于塌落度计算料浆屈服应力的方法，其特征在于，所述S4的根据塌落度筒的形状，得到塌落度筒的体积V包括：
4.根据权利要求1所述的基于塌落度计算料浆屈服应力的方法，其特征在于，所述S9的基于Tresca准则和增加后的屈服应力得到所述上部塌落体的高度hu和所述上部塌落体的体积Vu；基于润滑理论和增加后的上部塌落体的底部高度得到所述下部塌落体的体积Vt包括：
5.根据权利要求1所述的基于塌落度计算料浆屈服应力的方法，其特征在于，所述Δτ的取值范围为0.01～0.1Pa。
6.根据权利要求1所述的基于塌落度计算料浆屈服应力的方法，其特征在于，所述Δh的取值范围为0.00001～0.0001m。
7.一种基于塌落度计算料浆屈服应力的系统，其特征在于，包括依次连接的输入单元、塌落体形状参数判断单
...【技术特征摘要】
1.一种基于塌落度计算料浆屈服应力的方法，其特征在于，包括下述步骤：
2.根据权利要求1所述的基于塌落度计算料浆屈服应力的方法，其特征在于，所述s3的将目标塌落体进行划分，得到上部塌落体和下部塌落体包括：
3.根据权利要求2所述的基于塌落度计算料浆屈服应力的方法，其特征在于，所述s4的根据塌落度筒的形状，得到塌落度筒的体积v包括：
4.根据权利要求1所述的基于塌落度计算料浆屈服应力的方法，其特征在于，所述s9的基于tresca准则和增加后的屈服应力得到所述上部塌落体的高度hu和所述上部塌落体的体积vu；基于润滑理论和增加后的上部塌落体的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张连富，杨科，朱凌珊，夏文韬，何祥，于祥，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：
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