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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于EDEM的翻板冷却器布料器布料效果的离散元仿真优化

翻板冷却器是一种采用逆流冷却原理的立式冷却设备。为解决翻板冷却器布料不均的问题,更好地适应多形态、多物状的物料,基于EDEM软件,针对以大豆颗粒为代表的颗粒料和以大豆低温粕为代表的粕粉料,对翻板冷却器布料器的布料情况进行了离散元仿真。通过中心组合试验回归分析的方法,以颗粒分布离散率为响应值,对撒料盘与铅锤面的倾斜夹角(简称“撒料倾角”)和转轴转速进行了优化,并将优化结果应用于检疫性大豆灭活工艺冷却工段的翻板冷却器布料器。结果表明：物料类型为以大豆颗粒为代表的颗粒料时,撒料倾角为53.59°、转轴转速为45.91 r/min时布料效果最优,颗粒分布离散率为2.44%;物料类型为以大豆低温粕为代表的粕粉料时,撒料倾角为49.02°、转轴转速为46.45 r/min时布料效果最优,颗粒分布离散率为2.99%。实际工程应用结果表明,大豆颗粒布料总体均匀,冷却情况较好。综上,基于EDEM对翻板冷却器布料器的布料效果进行优化具有可行性和有效性。     

全封闭带式输送机返料装置返料性能仿真试验研究

为揭示小麦颗粒在全封闭带式输送机返料装置中的运动规律和返料性能,为返料装置的结构优化提供理论指导,开展了全封闭带式输送机返料装置返料性能仿真试验。采用离散元软件EDEM和Hertz-Mindlin颗粒接触模型建立了多球元叠加小麦颗粒模型和返料装置离散元仿真模型,对小麦颗粒群在返料板作用下的运动规律进行研究;以颗粒返回率为评价指标,返料板倾斜角、带速为考察指标进行二因素四水平仿真正交试验。结果表明:颗粒群在返料板的推动作用下呈现4种运动方式;返料板倾斜角是影响评价指标的主要因素,带速是次要因素;返料板倾斜角0°和带速3.5 m/s为最优组合参数,此条件下颗粒返回率为43.76%;较小返料板倾斜角有利于返料板携带走更多的颗粒和减缓改向滚筒底部颗粒堆积;颗粒返回率与带速呈正相关关系,较高带速可以提高颗粒返回率。研究结果揭示了返料装置返料机理以及返料性能的影响规律,可为返料装置的结构优化提供理论指导。     

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。     

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。