碾米过程中的气固两相流耦合仿真初探

初步探索了进行碾米室内气固两相流耦合仿真的方法。在基于EDEM平台创建碾米的离散元模型后,再基于ANSYS WORKBENCH平台创建流体域并划分网格,然后将网格文件导入FLUENT中,接着将EDEM与FLUENT进行耦合连接进行气固两相流耦合仿真求解。结果表明该仿真方法是可行的,为碾米机中的通风结构设计提供了理论依据,对于其他类似的气固两相流仿真也具有一定的借鉴意义。     

基于离散元法砂辊碾米机碾白室内物料运动仿真

以立式砂辊碾米机为例,运用离散元法分析软件EDEM对碾白室内物料运动过程进行仿真计算。建立碾白室和糙米籽粒的离散模型,设置相应的参数,对砂辊碾米机碾白室内物料流进行离散元模拟。得出碾白过程中糙米籽粒运动轨迹曲线、受力大小,将这些数据以图表形式显示便于分析仿真结果,研究成果为研究碎米产生机理提供了参考依据。     

基于X射线断层扫描的小麦籽粒模型构建及离散元参数标定

为构建精准的离散元模型,标定离散元仿真参数,本文以小麦为研究对象,基于X射线断层扫描技术获取1024张不同灰度值的二维切片,采用图像滤波、图像分割等算法构建小麦籽粒的三维外轮廓模型;在EDEM中导入小麦外轮廓模型,构建了4种不同数量的填充球模型来拟合小麦籽粒的真实形状;通过休止角实际实验与EDEM仿真实验,运用Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验、响应面优化实验标定了小麦离散元仿真参数;最后对标定的离散元参数进行仿真分析并与实际实验进行对比,发现仿真值与实际值相对误差小于1.30%,表明本文方法构建的离散元模型及标定的参数可用于仿真实验。     

基于离散元法的糙米碾白过程仿真初探

碾白是谷物加工中重要的加工工序,为了研究该过程中糙米的破碎率,基于离散元方法,以EDEM软件为平台,对糙米碾白进行离散元仿真。仿真糙米颗粒破碎,通过离散单元法的Hertz-Mindlin黏结模型,用"黏结键"将更小的球形颗粒黏结在一起,当颗粒受力达到其破碎强度时,"黏结键"断裂,从而可以有效模拟糙米的破碎。通过对糙米碾白仿真,得出糙米的动力属性和破碎率都较符合实际情况。     

碾米机米筛

碾米机米筛，目前，常用的米筛都与米刀独立存在，拆动、维修以后往往影响出米的质量与产量，一种新型碾米机米筛其特征在于在米筛内圆上通过成型、焊接或拆弯形成的凸台兼具了传统的米刀或压条的功能，解决了，不因拆换、检修米刀或米筛而影响米机的碾米质量和产量，     

基于EDEM的双锅曲毫机仿真试验

利用Solidworks建立了双锅曲毫机的3D几何模型,基于离散元法建立茶叶颗粒的颗粒模型和接触力学模型。将上述模型导入EDEM软件中,并根据实际珠茶炒制工艺设置关键技术参数。以提高珠茶成形率和降低珠茶碎茶率为目标,对炒板关键运动学参数摆幅及摆速进行了仿真计算,得到了珠茶颗粒在成形过程中的运动学及动力学曲线。为验证仿真的正确性,设计了二因素三水平正交试验,结果表明:珠茶做形品质的主要影响因素依次为摆速和摆幅。当弧形炒板的摆速为85r/min,摆幅为80°时,珠茶颗粒的成形率为91.1%,碎茶率为6.5%,同时具有较好的成茶品质。EDEM仿真与正交试验结果基本一致。     

基于离散元EDEM的碾米机内物料运动离散元分析研究

基于离散元分析软件EDEM,以碾米机内物料运动为研究对象,通过三维仿真模型的构建,采用离散元数值模拟颗粒流的方法,探索了糙米单颗粒与群体颗粒系统在碾米机内的动态变化过程。结果表明,仿真方法可以实时查看碾白室内糙米颗粒的运动流线形式及速度矢量等运动状态,并得到糙米颗粒及颗粒流速度随时间的变化关系,以及糙米颗粒及颗粒流合力平均值随时间的变化规律。     

细圆挂面接触物理参数测定与离散元仿真标定

为了获得细圆挂面离散元仿真参数,提高细圆挂面在容积式称重计量仿真时的堆积密度。以细圆挂面为研究对象,通过查阅文献和物理实验得到挂面的相关参数,将物理实验和离散元仿真相结合,进行离散元参数标定。利用抽板实验得到16.2°的挂面物理堆积角,并以此为响应值,创建Plackett-Burman、最陡爬坡和Box-Behnken三种实验,对8个相关参数进行显著性筛选,最终筛选出3个影响显著的最佳参数值。最后对仿真堆积角的回归方程进行响应曲面最优求解。结果表明:对挂面堆积角影响显著的挂面-挂面恢复系数为0.2706,挂面-不锈钢恢复系数为0.3191,挂面-不锈钢滚动摩擦系数为0.0263。对得到的最优参数在EDEM中进行堆积角仿真,得到的挂面仿真堆积角与物理实验堆积角误差为1.1%。挂面接触物理参数试验与离散元仿真实验标定的参数可为后续细圆挂面容积式称重计量仿真提供参数支持。     

基于FEM-DEM的大米破碎仿真初探

提出了大米破碎仿真的一个整体框架,该框架将抽样裂纹检测、含裂纹大米的有限元建模和仿真、大米的离散元建模和仿真以及碾米机的参数修改结合在一起,构成了一个有序的统一体。研究了基于扩展有限元的大米破碎仿真,并以松粳9号糙米为例进行了裂纹扩展仿真。仿真结果表明,上述框架和裂纹扩展仿真技术可以应用在碾米机的结构设计和工艺参数确定中,并对类似颗粒物加工机械的设计和应用有一定的参考意义。     

砻谷机振动喂料器中物料流的离散元模拟及试验研究

利用离散元分析软件EDEM,建立砻谷机振动喂料器和稻谷颗粒的模型,设置相应的参数,对振动喂料器中物料流进行离散元模拟。仿真出理论参数下单颗粒物料的平均运动速度大致为0.22m/s,整个物料流的平均运动速度约为0.24m/s,得出各颗粒的运动轨迹,分析其喂料均匀性。采用GM63B型测振仪,测定试验喂料器中不同振幅下物料流的运动速度,验证模拟结果的可行性,为新型振动喂料器中物料的运动分析提供参考。     

基于离散元法的玉米颗粒振动筛分过程模拟研究

为了探究玉米颗粒在直线振动筛面上的运动情况,课题组以散体力学为基础,依据离散单元法分析玉米颗粒振动筛分机理。通过建立直线振动筛三维模型,分析玉米颗粒在振动筛面上的运动,应用可视化离散元模拟软件EDEM分析振动筛面在上下直线运动的情况下,玉米颗粒速度变化情况得出以玉米圆颗粒为基础模型,直线振动筛相关的一些参数的变化对筛分过程中颗粒速度和位置的影响。仿真结果表明:不同形状的筛孔、不同下落高度和不同形状颗粒都对筛分效果产生影响。课题组的研究为设计和优化直线振动筛提供了参考。     

基于离散元法回转清理筛运动参数对筛分过程的影响分析

以HZZD型回转清理筛为原形,建立了离散元仿真筛分模型,借助离散元分析软件EDEM,通过改变清理筛运动参数,分析影响物料平均推进速度和筛分效率的因素,以获得最佳运动参数。分析结果显示,对颗粒群平均推进速度的影响水平:筛体回转半径>转速>筛面倾角;为达到较好的筛分效果,筛体回转半径、转速和筛面倾角宜取为20 mm、450 r/min、6?~8?。     

基于EDEM的组合清理筛筛分仿真和性能分析

为优化平面回转筛的结构和工艺参数，提高组合清理筛的筛分处理量和筛分效率，采用离散元软件EDEM对组合清理筛的平面回转筛分过程进行模拟仿真，探究颗粒在筛分过程中的运动规律，并仿真分析了回转半径、回转速度和筛面倾角对组合清理筛筛分处理量和筛分效率的影响。结果表明，提高回转半径、回转速度和筛面倾角均可提高组合清理筛筛分处理量，但会降低筛分效率（物料提取率和除杂率）。在回转速度为420 r/min左右、回转半径为20 mm左右、筛面倾角为7°~ 9°时，组合清理筛的筛分效率较好，筛分处理量也较大。     

碳纤维复合材料无人机叶片的仿真与分析

为得到碳纤维在无人机叶片中最优的铺层方式,通过Workbench中的ACP(ANSYS Composite PrepPost)模块,对碳纤维复合材料无人机叶片的铺层进行设计。利用SolidWorks三维建模软件建立无人机叶片的三维模型,并采用HyperMesh对叶片进行几何清理、划分网格等,利用Ansys Workbench Fluent对无人机叶片的不同转速进行流体仿真,提取叶片表面压力载荷,对不同铺层的碳纤维复合材料无人机叶片进行仿真与分析,得到碳纤维复合材料无人机叶片的力学仿真结果,并基于Tsai–Wu失效准则,计算每层铺层的失效系数,进而对比得出最优的碳纤维铺层方式为[0°,90°,90°,90°,0°]。     

配重平衡对印刷滚筒动态特性影响分析

印刷滚筒是完成图文转移的关键部件,其性能直接影响到图文转移质量。本研究以某型号平版胶印机橡皮滚筒为对象,基于PRO/E软件平台进行三维建模,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对其进行了考虑重力和惯性力的动态挠度建模分析。仿真分析结果表明:重力对滚筒母线的旋转精度有一定影响,但平衡配重并不能减少其动态挠度。     

离散元法在卷烟包装机组烟库仿真设计中的应用

为解决包装机组烟库中烟支在流动过程中的变形、堵塞等问题,采用离散元仿真软件EDEM建立了烟支流动规律仿真处理流程,并分析了不同包装速度下烟支在烟库中的速度变化及受力分布规律。以ZB28(X6S)高速包装机组烟库为对象进行验证,结果表明:在260包/min运行速度下,烟库内烟支整体分布、下烟通道烟支分布、固定分流块下方烟支分布和弧形板处烟支流动死角的仿真结果均与上机结果吻合,EDEM仿真软件适用于烟库中烟支流动规律研究。该方法可为优化烟库结构设计和运行参数提供支持。     

射流盘组件过盈联接装配过程仿真分析

文章采用有限元软件ANSYS Workbench对射流盘组件过盈联接的装配过程进行仿真研究。通过建立模型、划分网格、载荷与约束设置及仿真计算,分别计算射流盘组件中间件压装过程中,等效应力和装配力的变化情况;并在零件装配完成后,根据等效应力和装配力的极限情况确定过盈量的合理范围。     

碾米机离散元模拟参数测定

目的:解决碾米机操作不便及碾米机滚动摩擦系数与滑动摩擦系数概念混淆的问题.方法:使用EDEM软件对碾白加工过程进行离散元模拟.以MNAW18型碾米机为参照,取丰两优系列糙米为样品,通过自主搭建实验台并结合模拟标定,建立一套测取碾米机离散元模拟参数的方法.结果:使用自制碰撞系数试验装置,并结合视频运动处理软件得到糙米与糙米、碾辊和筛网间的碰撞恢复系数分别为0.34,0.24,0.43;利用斜面倾角与静摩擦系数的关系,设计静摩擦试验,测得糙米与糙米、碾辊和筛网间的静摩擦系数分别为0.467,0.881,0.550;通过糙米堆积角试验、糙米斜面滚落试验与离散元模拟试验相结合对滚动摩擦系数进行标定,得到糙米与糙米、碾辊和筛网间的滚动摩擦系数分别为0.013,0.101,0.159.结论:通过二次模拟,仿真模拟结果与实测结果误差在合理范围内,表明参数标定的数据是可靠.     

基于离散元的辊式磨粉机齿辊功率研究

目的:优化辊式磨粉机I皮磨小麦制粉操作参数,降低制粉能耗。方法:利用EDEM离散元仿真软件,对轧距、喂料量、转速及转速比等关键制粉因素设计Box-Behnken试验,探究操作参数与制粉功率的关系。结果:对齿辊破碎功率影响的显著性排名依次为：转速比、轧距、喂料量、转速比二次项、轧距二次项、轧距和转速比交互、喂料量和转速比交互、轧距和喂料量交互。根据I皮磨粉机出粉要求不同,得到最优参数组合：较细出粉时轧距为0.67 mm、喂料量803.60 kg/(cm·d)、快辊转速537.68 r/min、转速比2.64。较粗出粉时得到低功耗的最佳轧距为0.79 mm、喂料量803.83 kg/(cm·d)、快辊转速576.08 r/min、转速比2.23。结论:仿真模拟结果与实测结果误差在合理范围内,建立的离散元制粉模型可用于小麦制粉时的功率预测。     

基于EDEM的回转组合多层筛筛选过程的离散元分析

回转组合多层筛是粮食和油料的高效清理设备。借助三维建模软件,建立了回转组合多层筛三维实体模型,基于离散元仿真软件EDEM模拟了小麦在筛选过程中的运动情况。改变筛体的运动参数(回转半径、回转频率及筛面倾斜角度),通过数据后处理得到物料中小麦颗粒、杂质颗粒的运动情况,分析各参数对物料推进速度、杂质去除率和小麦提取率的影响。结果表明,回转组合多层筛回转半径在20～25 mm之间、回转频率在6～7 Hz之间、筛面倾斜角度在6°～8°之间时,物料推进速度快、处理量大、除杂效率高、小麦损耗少。研究结果为回转组合多层筛的仿真研究提供数据支持。