球磨过程中介质群运动区域划分方法研究

球磨过程中介质群运动状态变化对物料的破碎效率影响极大，通过对介质群运动状态进行区域划分，探究不同球磨工况下的介质群运动区域特征更能有效揭示介质群对物料的破碎方式和有效破碎区域。针对理论划分介质群运动区域过于理想、单一，试验追踪法成本过高的问题，提出了一种介质群运动区域划分的新方法-EDEM网格划分法。首先把筒体的横截面划分为若干个微元，利用数理统计的方法得到介质群位置概率分布函数，获取介质群运动速度区域分布图和碰撞特性区域分布图。然后给出了回转运动、螺旋运动及复合颤振运动三种工况下介质群运动区域的划分实例，并与试验追踪法对比，验证了EDEM网格划分法的准确性和有效性。最后通过粉磨试验中进料的破碎速率和微细颗粒产率探讨了介质群运动区域特性对颗粒的破碎方式和有效破碎区域的影响效果。本研究为优化球磨过程的影响因素和操作参数提供了一种快捷、有效的方法。     

新型矿用旋转筛设计研究

设计一种新型矿用旋转筛,利用7个筛板安装在旋转轴上,通过变频电机带动旋转轴与筛板转动,筛条间距根据物料筛分要求来设计,从而达到对煤矿物料的分级分离目的。根据筛分规格数量,可以串联2个以上旋转筛来使用。通过EDEM和ANSYS仿真,验证设计的合理性;通过样机试验验证,表明可以对煤矿石进行很好的筛分,而且具有节能、环保和成本低等优点。     

基于离散单元法的自移式破碎站铲斗卸料冲击分析

研究自移式破碎站在作业过程中物料从铲斗下落时对料斗和板式给料机的冲击,并准确计算其冲击力,根据离散元方法,采用离散元分析软件EDEM,通过建立与实际作业条件相似的物料-铲斗-受料斗-输送机的离散元模型,对物料下落及碰撞过程进行动态仿真,从而得到料斗的受力发布,为设计人员对料斗的结构设计提供理论指导。     

一种小型家用磨面机的设计研究

设计了一款适合家用的小型多功能磨机,该装置采用立辊磨的磨制形式,同时配有外筒旋转驱动螺旋提升机构,能够实现磨粉均匀。针对磨机进行了功能结构及工作原理的介绍,以及立辊磨和提升机构运动学理论研究。对整机及其关键部件进行了结构设计。对外筒驱动的螺旋提升机构进行了面粉颗粒物料EDEM输送模拟仿真,研究物料输送效率影响因素,为磨机电机选型及整机设计提供参考。     

Application of the expanded distinct element method for the study of crack growth in rock-like materials under uniaxial compression

The expanded distinct element method (EDEM) was used to investigate the crack growth in rock-like materials under uniaxial compression. The tensile-shear failure criterion and the Griffith failure criterion were implanted into the EDEM to determine the initiation and propagation of pre-existing cracks, respectively. Uniaxial compression experiments were also performed with the artificial rock-like samples to verify the validity of the EDEM. Simulation results indicated that the EDEM model with the tensile-shear failure criterion has strong capabilities for modeling the growth of pre-existing cracks, and model results have strong agreement with the failure and mechanical properties of experimental samples. The EDEM model with the Griffith failure criterion can only simulate the splitting failure of samples due to tensile stresses and is incapable of providing a comprehensive interpretation for the overall failure of rock masses. Research results demonstrated that sample failure primarily resulted from the growth of single cracks (in the form of tensile wing cracks and shear secondary cracks) and the coalescence of two cracks due to the growth of wing cracks in the rock bridge zone. Additionally, the inclination angle of the pre-existing crack clearly influences the final failure pattern of the samples.     

基于离散元法的立轴冲击式破碎机转子的结构优化

为了改善立轴冲击式破碎机转子对物料的加速效果,采用离散元软件EDEM仿真分析了转子结构对物料加速效果的影响并提出了采用正交试验、离散元仿真和回归分析相结合的方法对转子结构参数进行优化。首先,通过EDEM建立立轴冲击式破碎机转子关键结构参数对物料加速效果影响的仿真模型,设计正交试验方案并进行仿真试验,再运用MATLAB软件对仿真结果进行回归分析,建立以转子抛料速度为衡量指标的物料加速效果与影响因素的关系模型,最后利用该模型对转子的结构参数进行优化,得出当转子直径为830mm、分料锥倾角为17°、导料板安装角度为38°时物料加速效果最好,为立轴冲击式破碎机转子结构的改进设计提供了理论依据。     

影响EDEM仿真结果的因素分析

EDEM是一款基于离散元技术的颗粒力学仿真软件,参数化模型的建立对仿真结果的真实性和准确性有重要的影响。以刮板输送机的仿真为例,对模型参数化设定对仿真结果的影响进行探讨,并着重对时间步长的影响进行了具体分析,以便今后运用EDEM软件进行仿真可以得到较真实和准确的效果。     

基于Linear Cohesion模型的含水堆积体滑坡过程数值模拟

水通常是堆积体滑坡发生的触发因素,采用数值方法模拟堆积体滑坡时加入水的液桥力有助于提高计算结果的合理性。为了研究含水堆积体滑坡过程的各项运动特性,提出采用Linear Cohesion接触模型模拟含水湿润状态下松散堆积体滑坡的运动过程,利用离散元程序EDEM 2017建立了含水堆积体滑坡水槽数值模型,计算堆积体从失稳-滑动-堆积整个运动过程。结果表明:能量密度k是Linear Cohesion模型模拟含水堆积体滑坡的关键参数;当k<5000 J/m^3时,随着能量密度值逐渐增大,堆积体滑动过程的流动性越来越小,最大平均速度值和最大动能越大,当k≥5000 J/m^3时,含水堆积体的各项滑动特征变化不明显;较小能量密度的湿颗粒堆积体在滑动过程中结构体易发生破坏,形成的颗粒群流动性更强,滑动距离更远,扩大了滑坡灾害的影响范围。相关研究成果对今后类似的含水堆积体滑坡灾害的预测和评估有一定参考价值。     

碾压混凝土坝变态混凝土自动化搅拌加浆设备的研发及应用

现有碾压混凝土坝变态混凝土采用人工挖沟槽、框量加浆的施工方式,其作业效率低、浆液浪费多且加浆均匀性差,始终是变态混凝土施工控制的薄弱环节。介绍了一种搅拌式可调控数字流量加浆的变态混凝土注浆新工艺;运用EDEM离散元软件仿真分析了变态区拌合料中搅拌加浆方式的拌合均匀性,并进行了搅拌工艺参数优化;研发出了一套变态混凝土搅拌加浆全自动设备,分析了其性能特点。乌弄龙水电站现场运用实践表明:该装备及工艺显著提高了变态混凝土的作业工效,改善了施工质量,具有重要的工程应用价值。     

基于EDEM的单轴螺旋榨油机工况分析与参数优化

为了提高螺旋榨油机的日处理量,利用EDEM软件对6YL-76型单轴螺旋榨油机传输挤压段的工作过程进行仿真分析,以油菜籽-油液混合物颗粒群沿榨螺径向的合成速度波动幅度来表征颗粒的混合搅拌效果,并以合成速度波动幅度和日处理量为指标,对榨螺深度和榨圈圆弧半径进行了两因素三水平全面试验,建立了榨螺深度、榨圈圆弧半径与日处理量的回归模型并进行参数寻优,综合考虑合成速度波动幅度和日处理量得到最优值。结果表明：运用仿真试验对于研究螺旋榨油机内部工况具有优越性;螺旋榨油机日处理量随榨螺深度和榨圈圆弧半径增大有不同程度的提高;油菜籽-油液混合物颗粒合成速度波动幅度由榨螺深度主导;榨螺深度和榨圈圆弧半径的最优组合为榨螺深度12 mm,榨圈圆弧半径 6 mm。在优化条件下,6YL-76型单轴螺旋榨油机的日处理量提高了18.26%,其工作性能得到较大幅度提升。