外文翻译--均质球体在三维振动下包装的实验研究（译文）

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1、 1 中文 4800 字 出处： Li C X, An X Z, Yang R Y, et al. Experimental study on the packing of uniform spheres under three-dimensional vibrationJ. Powder Technology, 2011, 208(3):617-622. 外文资料翻译 姓名： 学号： 学院：机械工程学院 班级： 指导老师 : 2 均质球体在三维振动下包装的实验研究 C.X. Li , X.Z. An, R.Y. Yang , R.P. Zou , A.B. Yu 摘要 ： 三维振动下 ,通过

2、实验的方法研究均质球体包装 。 在改变单一变量的条件下，如 投料时 振动的振幅 、 频率 ，对包装密度 影响 的 调查。 结果表明：适当的调节振动幅度和频率可实现致密包装，而进料方式对致密化起着 关键性作用。当每批次进料少于一层时 ， 可得到较高的填充密度 。堆积密度随着每次输送的颗粒数目的增加而减小，但当每批次投料的颗粒的数量多余三层时，堆积密度保持恒定。进而推广到不同大小的容器的包装密度的研究，在本试验条件下，最大填料密度为0.69，投料量为 0.74。目前主要 讨论基于 层间扩散的粒子在分批投料时所形成的有 序结构。 关键词 ： 颗粒包装 阳离子 三维振动 堆积密度 分批投料 1.前言

3、颗粒填充是科学研究和工业应用 1-7的一个重要课题。我们可以用三个模型来确定包装密度 2,9 - 12:随机松散包装 (RLP, 0.60),随机紧密包装 (RCP, = 0.64)和 FCC(面心立方 )或 HCP(六角紧密包装 )包装 ( = 0.7405)。文献 13中，包装方法对包装密度的影响受到研究者的广泛关注。 振动是 一种 实现 包装 从 疏散 转向密集的 比较常见的 方法，很多研究者在这方面进行了讨论分析。最近，我们进行了一项针对 均质球体 在垂直方向振动方面的研究。同时对振动条件和投料方法也进行了研究。总体投料最大填充密度可达到 0.636，而分批投料最大可达到 0.663，

4、这表明了不同致密化机制。 然而 ,以往的研究主要集中在一维 (1d)振动上 ,所获得的最大包装密度相对较低 (根据投料方法的不同，包装密度为 0.64 -0.66)。如何实现物理状态从无序（随机），到有序（常规）结构的转变仍然是一个有待解决的问题 25,26。博格等人早期开展的 15对于单个钢珠包装的研究表明： 3D 振动可以产生一个近乎完美的HCP 结构，但对于实验的振动条件，他们并不是很清楚。此外，他们的研究结果表明：三维机械振动是一种获取更高的堆积密度的有效方法。一些研究还声称已经实现有序包装 12,15,27-33，在物理实验中，基本上所有粒子都处于基础数值或特殊包装条件下（例如，球体

5、的手工包装）。但是 在物理 实验中对于 均匀球体在三维振动的 密实化包装还未 开展。 本文系统地研究 了在三维 振动 密实化时，对 包装 的 振动参数 进行的研究： 如振幅 A， 频率 ,容器大小和 投料 方法。这项工作的重点是 重现物体 从无序到有序状态的转变 ，并确定所形成有序结构和密实化的机制 。 2.实验方法和条件 试验中所使用得三维振动装置，如图 1 所示。这种装置是在三个方向上都能 3 进行不同幅度和频率的独立振动。三个方向上的振动由三个电机控制，其幅度和频率也可通过凸轮和换能器进行独立控制。在这项工作中，我们在三个振动方向上用同样的 A 和，所以相位差在三个方向上的分量 为零，并

6、且运动在一条直线上。 在这种情况下 ,我们 认为振动的相位角对其 是 没有影响 的 。实验过程如下 :首先 ，将直径为 d 的玻璃珠 5.02 0.065mm，和用 PMMA 材料制成的容器用蒸馏水清洗干净，并在 60的烘箱中烘干， 然后将容器固定在振动装置 上。将包装颗粒 轻轻倒 入 容器 ， 形成最初的包装 形态 。 然后通过测定不同的部位填料高度的平均值来计算包装密度 。 同时按照给定的条件在 3 个方向上进行振动，一段时间后停止，再次测定包装密度。通过不同的振动振幅 A，频率，进料方式来研究它们对包装密度的影响。在本文的研究中，我们在三个振动方向上用了相同的A 和。为了消除容器的壁效应，我们在实验中使用了 5 种不同内径的容器来 进行 实验（ D =79.42 毫米， 109.90 毫米， 140.38 毫米， 185.77 毫米， 229.70 毫米） 。最终我们选择了 两种 送料 方法 :总体送料 (即 在开始时将 所有粒子 一起 注入容器 )和分批