球磨机工作参数的离散元法分析与改进

引入离散单元法(Discrete Element Method)建立球磨机的介质动力学仿真模型,研究各种工作参数对球磨机生产效能的影响.DEM模型的运动仿真直观地给出了主要工作参数对介质运动形态的影响;通过对比仿真功率值与实验测量功率值,该模型得到了初步的有效性验证,同时给出了磨机功率随其转速变化的情况.利用该仿真模型对磨机结构进行对比可知,不同的提升条轮廓形状能使球磨机产生不同的能量利用率与磨损率效果.这些均显示了DEM仿真模型在分析和改进球磨机工作参数方面的能力.     

立式搅拌磨机正多边形筒形结构研究

针对截面为正多边形的球磨机研磨筒进行结构研究,利用EDEM软件分析介质球在各种形状研磨筒内的运动特性,得出截面为正八边形的研磨筒能量利用率最高,单位时间内介质球的有效碰撞次数最多等结论.与传统圆柱形筒体进行实验对比,截面为正八边形的研磨筒磨矿产物中-200目矿料明显增加,提高了磨机破碎率和能量转化率,进而降低了磨矿能耗和生产成本,为立式搅拌磨机的结构优化提供参考.     

基于流固耦合理论的土石坝稳定性分析

基于多孔介质的渗流特性和土的非线性本构关系,研究了渗流场与应力场的耦合效应;根据弹性力学和渗流理论建立流固耦合数学模型及有限元格式;利用大型有限元分析软件ABAQUS对燕山水库土石坝建立非线性耦合模型,并对其进行流固耦合分析,计算结果表明:坝体中渗流与应力的相互作用是不可忽视的,考虑耦合作佣将对土石坝的稳定性产生不利影响.     

基于ADINA的多孔介质流固耦合分析

基于流固耦合的研究理论,根据多孔介质(过滤板)中流体与结构之间的耦合关系,以有限元分析软件ADINA为平台,建立多孔介质(过滤板)的三维有限元模型,计算得到多孔介质(过滤板)在流固耦合作用下应力分布及变形情况.计算结果表明流固耦合作用对多孔介质(过滤板)变形破坏有重要的影响.针对计算结果,为过滤板的设计提出几点建议.     

薄煤层采煤机螺旋滚筒截割性能研究

为研究螺旋滚筒结构对薄煤层采煤机截割性能的影响,基于MATLAB和VB编制采煤机载荷计算软件,对截割过程中螺旋滚筒载荷、截割阻力矩以及截割功率进行分析,得到A、B两种型号螺旋滚筒的截割阻力矩及截割功率分布规律。通过对具有柔性摇臂壳体、行星架和行星轴的采煤机刚柔耦合模型进行仿真,得到相应结构件的应力水平。研究结果表明:A型螺旋滚筒的截割阻力矩和功率消耗均大于B型螺旋滚筒;采用B型螺旋滚筒与MG400/951-WD型采煤机进行配套后,采煤机关键零件的受力状态能够得到明显改善。对定型后的采煤机在生产过程中进行跟踪,并对所用分析方法的准确性进行验证。研究结果可为螺旋滚筒截割性能的综合评价以及采煤机运动参数的合理匹配提供一定参考。     

基于生物多孔介质的对流干燥数值模拟

为了研究多孔介质在干燥过程中内部的传热、传质规律以及应力、应变变化,基于Fick第二扩散定律、Fourier导热定律以及弹性力学本构原理,建立在对流干燥条件下片状生物多孔介质(马铃薯)的热-湿-力(THM)的三维多物理场耦合模型。运用COMSOL有限元仿真软件,通过PDE(偏微分方程)模块实现THM三物理场耦合数值模拟计算,可得到不同时间步长中多孔介质内部不同位置的温度、含湿量分布情况以及整体平均干燥曲线。     

裂隙岩体中隧道开挖流固耦合模型及开挖诱发损伤分析

裂隙岩体中隧道开挖会诱发强烈的流固耦合效应,从而引发显著的岩体损伤和水压力扰动,针对该问题,首先建立了一种计算裂隙岩体中隧道开挖和后续排水诱发损伤和裂隙变形的流固耦合模型,然后对不同参数化裂隙网络进行了模拟,最后针对模拟结果给出了实例分析。研究结果表明:所建模型可有效模拟含裂隙网络的岩体中隧道开挖和后续排水降压过程以及岩体损伤发展、裂隙变形和地下水渗流过程;岩体裂隙网络显著影响应力分布的均匀性,隧道开挖和地下水渗流的耦合作用造成隧道周围极易出现高应力区,且局部应力、裂隙变形和水压力之间呈现出显著相关性;不同裂隙网络的分布特征在隧道开挖诱发损伤发展中起到主导作用,进而影响隧道开挖扰动区和损伤区的形成与发展程度。     

半自磨机衬板参数和转速率对磨矿效果及能耗影响实验分析

为研究衬板参数及转速率对半自磨机磨矿效果的影响规律,采用实验室半自磨机对其在不同转速率及不同衬板高度的条件下进行磨矿实验,通过有用功率的采集系统测得实验过程中的有用功率,并拟合出有用功率同平均粒度的线性函数.结果表明:随着转速率的增加半自磨机细粒径物料质量增加,粗粒径物料质量减小;衬板高度对粗粒径物料质量的变化影响较小,在一定范围内提高衬板高度可以增加细粒径物料的质量,但增量不大;磨机比能耗随衬板高度改变而变化的波动大小与磨机的转速率有关;有用功率同碎后物料平均粒径具有较好的线性关系.     

基于流固双向耦合仿真的热气球装置空气外流场分析

在热气球装置数值仿真计算过程中使用流固双向耦合和动边界方法,降低了模拟过程中因忽略流固耦合作用和热气球装置的变形造成的误差,大大提高了数值计算的模拟精度。考虑力和位移的双向耦合作用,依据4阶Runge-Kutta方法,设计了热气球空气外流场的数学模型,采用UDF自定义函数编制了流固双向耦合作用程序。通过计算得到热气球的速度压力分布云图、升力曲线以及热气球的变形曲线。对结果进行分析发现:数值仿真模拟结果和理论结果相吻合,从而验证了算法的有效性和可靠性,为航热气球装置的稳定性研究提供了理论依据。     

磨机种类、水介质和机械热效应对粉煤灰研磨的影响

研究了振动磨和高速快速磨研磨粉煤灰的过程,对有、无水介质的快速研磨和有、无恒温振动条件的振动研磨结果进行了比较。通过对研磨处理后不同时间粉煤灰的粒度分析,揭示了不同磨机产生不同研磨效果的原因。针对粒度分析结果,从结构分析角度讨论了水介质的-OH基因影响和机械热效应导致的粉煤灰颗粒结构变化。     

非对称轧制力能参数与带钢张应力分布规律

为深入了解带钢轧制过程中非对称因素对轧制力能参数与带钢张应力分布的影响,应用ABAQUS非线性有限元软件对轧制过程进行二维建模及仿真分析,以轧辊驱动方式非对称、上下工作辊与带钢间接触摩擦润滑条件非对称以及存在异步轧制等3种非对称因素作为研究对象,计算并分析上述非对称因素及其程度对于轧后带钢内部张应力分布、轧制力以及轧制扭矩的影响规律,进而定量分析与比较3种非对称轧制因素对于轧制过程中的力能参数和厚向张应力分布规律的影响程度. 仿真计算表明：3种非对称轧制状态都会导致轧后带钢厚向张应力分布的不对称;3种非对称轧制状态都会明显改变轧制过程力能参数大小;与相应对称轧制状态相比,有些非对称因素可以不同程度地降低轧制力和轧制扭矩. 轧制过程中的非对称因素从不同的角度来分析,是利弊共存的.     

螺旋离心泵的双向流固耦合分析

基于Reynolds时均化N-S方程、标准k-ε两方程湍流模型, 以及结构响应的弹性体结构动力学方程, 采用多重坐标系法, 对螺旋离心泵清水介质时的内流场和结构动力学进行双向流固耦合全三维数值计算, 将计算结果与非流固耦合计算流场进行对比, 分析流固耦合作用对泵外特性及不同叶轮位置泵内压力场和速度场的影响。结果表明:采用双向流固耦合模式的扬程和效率预测值更接近试验值; 在小流量下流固耦合作用对外特性的影响较大, 而在大流量下对外特性影响较小; 流固耦合作用对压力场和速度场的影响主要集中在蜗壳扩散段, 对蜗壳其他部位和叶片影响较小; 在两种计算模式下蜗壳中截面压力分布出现明显差别, 并在叶片出口正对隔舌时压力分布出现突变。       

半自磨机磨矿效果的数值模拟及实验研究

为提高半自磨机生产能力,建立半自磨机仿真模型,利用离散元法软件(EDEM)对半自磨机进行数值模拟,得到转速率、衬板数量、衬板高度等参数对磨矿效果的影响规律。利用自制的半自磨实验样机,通过实验研究转速率、衬板数量、衬板高度对半自磨机有用功率的影响,实验数据分析表明,数值模拟得到的规律与实验结果接近,即半自磨机转速率为0.8、衬板条数为32、衬板高度为8 mm时,半自磨机的磨矿性能最优。此结果可为实际生产提供理论参考。     

卡尔曼滤波在半自磨机中的应用

本文论述了用卡尔曼滤波方法对半自磨机中不可量测的参数的估计。文中给出了描述半自磨机工作过程的数学模型和卡尔曼滤波递推算法,并对渐近预报估计器进行了仿真,编写了BASIC滤波程序,结果表明该程序是正确的和可应用的。     

球磨机的功率计算

分析了球磨机的驱动功率、有用功率，建立了数学模型和计算方法。并把理论值和实测值进行比较，证明有了改进磨机的传统设计方案是现实磨机节能的有效途径。     

基于ADINA的压力管道流固耦合分析

压力管道系统中存在流体和结构之间的耦合振动.对压力管道的流固耦合现象进行分析,建立了流固耦合的有限元数学模型,运用有限元软件ADINA模拟阀门开关引起的过渡过程,对直管压力管道在不同约束条件下的流固耦合现象进行了数值模拟计算,并进行了模态分析.计算结果表明流固耦合作用对压力管道系统的运行有重大影响,验证了压力管道考虑流固耦合的必要性.     

矿渣磨矿动力学试验研究

对工业矿渣进行了立式辊磨机磨矿试验,应用磨矿动力学原理,通过数据分析求解磨矿参数k和n值,旨在建立针对立式辊磨机的磨矿动力学方程。此外,还探究不同粒级矿渣的磨矿特性及磨矿速率,优化矿渣粒级级配。结果表明:立式辊磨机具有鲜明的磨矿特征,且建立的磨矿动力学方程的精度较传统的形式更高,可以更好地预测粒度分布和粒级演化规律。此外,还探讨了不同粒级矿渣的磨矿速率特点,发现矿渣磨矿速率较大的粒级区间为(-2.5+0.63)mm,在此粒级区间内更有利于进行磨矿作业。通过优化矿渣的粒级级配,有利于提高磨矿速率。     

一种应力敏感油气藏流固耦合的简化模拟方法

数值模拟中通常采用流固耦合的方式来模拟应力敏感现象.但是,流固耦合需要大量的数据以及计算时间.利用多孔介质弹性理论和双重有效应力理论,得到地层压力与地层平均应力的关系,并把实验室测量数据转换到地层条件下,并将这种关系应用到数值模拟中.结果表明,渗透率的变化并不明显;考虑渗透率随压力变化时的稳产时间和累计产量均比未考虑时有降低,其降低幅度比较小;提出的简化模拟方法与流固耦合模拟结果差别不大.     

基于COMSOL的滑轮应力分析

通过建立滑轮模型,利用仿真软件COMSOL研究驱动滑轮中的应力分布情况。首先进行理论分析,定义滑轮的参数属性,通过边界坐标系来施加边界载荷,对滑轮工作时的应力情况进行参数化研究。利用正交实验法,研究了滑轮与带接触角、滑轮厚度、功率、滑轮转速、外径共5个参数对滑轮工作时Von Mises值的影响,对实验结果进行分析,确定出优化方案,从而为滑轮的设计及使用提供一定的参考。     

一种新型微流体主动混合器的仿真与分析

针对本文设计的一种新型压电驱动的微流体主动混合器进行建模和仿真,对压电驱动振子进行模态分析,得到其固有频率和振型;以水为流体,对混合器和其内部流体进行流固耦合分析,得到压电振子对混合器内流场的扰动状况;分别在未施加激励和施加激励的情况下,对不同温度的水进行混合仿真实验,得到混合器内不同位置的混合状况。通过比较和分析仿真实验结果,验证了混合器的工作性能。