基于离散元理论的振动筛分数值模拟程序开发

依据离散元法理论对直线振动筛分过程进行了数值仿真,给出了程序运行的逻辑结构,并通过讨论确定了碰撞模型所选取的碰撞参数。通过引入CPU与GPU混合并行运算方法提高了数值仿真的运算效率,并依据运算结果讨论了并行运算对离散元三维数值仿真的影响。     

搅拌磨机介质运动离散元数值模拟分析

针对搅拌磨机应用广泛但对其内部介质运动信息了解甚少的现状,以某公司立式搅拌磨机为研究对象,运用三维离散元方法跟踪磨机内的介质颗粒,考虑其重力、摩擦力和碰撞力的综合作用,建立了搅拌磨机系统的数学模型,对磨机内介质颗粒的复杂运动全过程进行了数值模拟。研究结果表明,在螺旋搅拌器附近的介质球速度值较大,粉磨效率较高,搅拌磨机系统在运行中达到近似平衡状态,系统摩擦功随时间线性增加,但总动能在固定值上下波动。     

二氧化铀烧结块振动筛分分析与研究

针对核燃料元件的二氧化铀陶瓷芯块生产过程中产生的渣块混合物难以有效筛分,筛分效果不能定量化分析的问题。通过离散元方法的数值模拟,对二氧化铀渣块混合筛分过程进行了模拟分析。以研究现有筛分设备中二氧化铀渣块混合物的运动规律。并通过分层沉降系数S、筛分效率δ对模拟结果进行分析,以探讨现有筛分设备参数对筛分效果的影响。最后结合模拟分析结果,对现有生产设备参数进行调整观察其对筛分效果的影响。     

组合振动筛筛面颗粒松散与分层仿真研究

为了分析组合振动筛合理参数,采用颗粒粘结和Hertz-Mindlin模型,应用三维离散元法模拟分析筛面上物料的松散和分层,以颗粒间键粘结的平均数和物料沿筛面方向的平均切向力的大小作为衡量物料的松散效果,得到颗粒间键粘结的平均数随振幅、振动强度和筛面倾角的增加均减小,物料对筛面的平均切向力随振幅、振动强度和筛面倾角的增加均增大。当振幅大于7mm、振动强度大于5.5和筛面倾角大于25°时,松散效果趋于稳定,对松散后的物料在筛面上分层效果的研究,得到组合振动筛参数为上筛在高频小振幅下的松散分层效果好,下筛在低频大振幅下物料运动时间延长,透筛效果增加。     

单晶硅力学性能及尺寸效应的离散元模拟

通过建立紧密连接且随机分布在指定区域内的圆盘形颗粒离散单元的力学模型来研究单晶硅的力学性能,并采用不同尺寸的离散元模型研究力学性能尺寸效应。结果表明:泊松比、单轴抗压强度、弹性模量以及断裂韧性的尺寸效应不明显,弯曲强度则随着模型尺寸的增大而减小。建立了连续体经典断裂力学有限宽板条单边直裂纹的离散元力学模型,改变初始裂纹长度进行模拟得到的结果与单边切口梁模拟结果及文献报道的试验值一致。     

基于CUDA技术的振动筛离散颗粒运动仿真

在以往筛分过程中,对筛分效率和透筛率的计算均采用传统的和基于概率统计的方法。本文基于离散元理论,采用CUDA技术,利用GPU高并行度、多线程、强大计算能力和极高存储器带宽的特点,模拟大规模颗粒在筛分过程中的运动情况。在此基础上,寻找对离散元数值计算的可行方法,并改进程序,使其能高效地模拟颗粒运动,为相关结构的改造提供依据。     

浅析离散元在煤矿机械研究现状及展望

综述了离散单元的理论方法和国内外对离散单元法的研究历程,以及离散元在矿山机械方面的实验研究和数值仿真研究,系统地介绍了离散元与各种软件进行耦合的结果,并对离散元在煤矿机械方面的发展趋势及其需要进一步研究的几个方面进行了展望。     

ZKB型直线振动筛侧板的优化

为了解决振动筛在工作时由于应力集中和位移变量过大而引起的振动筛疲劳断裂等问题,以ZKB型直线振动筛为研究对象,对振动筛的侧板进行优化处理,即将侧板的加强板变更为加强筋,对加强筋的位置进行拓扑优化。通过ANSYS模拟软件对振动筛工作条件下的受力情况进行分析,并验证了侧板优化后的振动筛工作下的应力分布和位置变化量。     

平贝母收获机振动筛分过程仿真及试验

为了提高平贝母收获过程中的筛分效率和平均运输速度,在传统平贝母收获机的基础上,建立振动筛的仿真试验模型并基于离散元软件进行仿真。对振动筛的三个振动参数：振幅、振动频率以及倾角进行交互试验确定筛分效率与平均运输速度的回归方程,通过3D响应面法优化三个振动参数,得出最优振动参数：振动频率为20 Hz,振幅为3 mm,倾角为15°。最后为验证交互试验的数据是否有良好的预测性,课题组设计制造组装好振动筛试验平台做实物筛分试验,以验证最优参数是否合理。     

基于离散单元法对振动筛仿真实验次数分析

振动筛在筛分过程中表现出随机性,这种随机性使得1次仿真实验得到的结果缺乏足够的可信度。离散单元法(DEM)广泛应用于模拟振动筛的筛分过程,为了提高仿真结果的可信度,将1个参数组合进行多次实验得到的离散数据进行稳定性检验和正态性检验,结果表明在进行50次实验之后数据类型平稳且符合正态分布,抽取容量为30的样本可得到1个误差率低于0.5%的筛分效率均值,用置信区间对筛分效率进行描述,可以更加准确的反映筛分效率的真实情况。     

基于DEFORM-3D的振动挤压螺纹扭矩的数值模拟

利用DEFORM-3D有限元数值模拟软件对内螺纹的振动挤压进行了模拟.分析了影响振动挤压攻丝扭矩主要因素,基于模拟结果揭示出各主要因素对攻丝扭矩的影响及其变化的基本规律.这些规律对减小扭矩、提高内螺纹质量、改善攻丝效果都有一定理论和实践指导意义.     

粉末流动温压过程中粉末堆积数值模拟与优化

基于离散元法,综合考虑重力、接触力、阻尼、摩擦、范德华力等多种作用力的影响,建立了粉末流动温压过程中粉末堆积的数学模型,对相同材料不同粒径的二元颗粒粉末和相同粒径不同材料的二元粉末颗粒的混粉过程进行了研究。通过实验研究和数值模拟的结合,得到了一个不同数量比的二元堆积的密度规律:在大小粒子直径比为10,当小粒子是大粒子数量的300倍时,获得的最大堆积密度为0.824。通过实验验证了相同粒径不同密度的二元粉末颗粒的填充模拟过程,得到了一致的实验结果。研究结果有效地验证了离散元数学模型的正确性及相关数值模拟的实用性。     

等离子体弧金属表面强化处理的数值模拟

给出了用有限元方法对金属材料等离子体弧金属表面强化处理过程数值模拟的数学模型。模型考虑了工件材料的热物理性质随温度的变化以及处理参数的影响。根据模型可以得出工件横截面的温度分布图像,可以预测强化处理的相变硬化层深度和硬化带形状,并可以据此优化强化处理的参数选择。通过与实验值的对比,验证了模型计算的合理性。     

端面式混沌激振器的建模及仿真分析

根据KAM定理,分析了一种新型的混沌激振器——端面式混沌激振器.建立了端面式混沌激振器的数学模型,并对其进行了数值仿真,识别端面式激振器是否具有混沌性.结果表明端面式混沌激振器具有混沌性.     

端面式混沌激振器的建模及仿真分析

根据KAM定理,分析了一种新型的混沌激振器——端面式混沌激振器。建立了端面式混沌激振器的数学模型,并对其进行了数值仿真,识别端面式激振器是否具有混沌性。结果表明端面式混沌激振器具有混沌性。     

铝合金摩擦液柱成形有限体积法数值模拟

为了研究焊接参数对摩擦液柱成形过程的影响,建立了铝合金材料的三维模型,采用有限体积法对该模型进行了数值模拟,得到了塑性化铝合金的流动速度和压力分布情况,并且分析了焊接旋转速度与进给速度对流动速度和压力分布的影响。仿真结果表明,焊接棒附近流动速度较其他区域大,压力高的区域主要集中在焊接模型底部,进给速度对压力的影响大于旋转速度的影响,对于流动速度的影响主要取决于旋转速度。     

基于离散元法的沥青混凝土振动切削过程的数值模拟

铣刨机作为沥青混凝土路面的重要养护机械,其需求量不断增长,国内自主研发高性能铣刨机已刻不容缓。数值模拟可以直观量化表达铣刨作业中铣刨刀具的受力情况,已经成为研究铣刨机整体性能的重要手段。基于三维离散元法建立符合宏观力学性能的路面模型,建立铣刨作业模型仿真量化铣刨作业过程的铣刨阻力,采用单轴压缩和劈裂抗拉试验测定沥青混凝土路面的抗压模量和抗拉模量,获得校核微观接触连接参数的宏观标准。利用三维离散元软件PFC3D编写算法生成具有不规则形状粗集料的离散元试件。通过建立运动学模型推导振动铣刨的临界条件表达式,研究附加不同振动方式对作业过程受力的改进情况,从而计算出铣刨机振动铣刨振幅和振频的优化组合数值,获得铣刨机较优的激振方式。     

齿轮转子系统耦合振动新频率的有限元分析

利用有限元应用软件ANSYS建立了齿轮转子系统耦合振动分析的有限元计算模型。分析与计算了系统的耦合振动模态，在此基础上进行了谐响应分析，得到了系统的耦合振动响应图。该分析方法可广泛应用于齿轮转子系统的动力学设计。     

利用有限元数值计算方法模拟板的振动

利用有限元数值分析的方法对振动过程进行仿真研究。获得振动过程中结构的内力、位移等数据。分析过程完全在计算机中完成 ,避免了复杂的实验工作 ,也可以避免仪器的系统误差与操作不当造成的失真。数值计算方法研究振动过程具有分析过程简单 ,控制与操作方便 ,分析结果详细、形象的优点。