采用離散單元法對雙齒輥破碎機破碎不同形狀顆粒的過程進行了數值模擬。在模擬過程中,對顆粒進行置換和粘結,模擬了不同雙輥齒參數(輥齒角、輥齒排數和轉速)下的破碎過程。利用DEM計算雙齒輥式破碎機的載荷,然后用有限元法計算雙齒輥式破碎機的變形。建立了雙齒輥參數與破碎率、變形量及綜合破碎指標的關系,并分析了參數的可見度。以下是DEM與FEM耦合方法的解析:
DEM是巖土工程領域中發展起來的一項模擬巖土塊體、顆粒群力學過程的數值方法。DEM模擬顆粒群流動顆粒之間的碰撞運動。FEM是將研究對象劃分為有限個微小單元體的離散化方法,相鄰兩單元之間通過節點相連接。將作用在單元上的外載荷按靜力等效原則化成等效節點載荷向量,進行相應的受力分析。研究人員采用單向耦合,將離散元中所得數據流作為一種載荷條件輸入到有限元計算中,然后對雙齒輥破碎機進行靜力學或動力學分析,離散元計算導出破碎顆粒對結構的接觸載荷,然后轉換為有限元的節點載荷,分析顆粒對結構的作用,求得總變形、等效應力、等效應變,為進一步分析作依據。
通過三維建模軟件創建物料外輪廓模型,小顆粒填充于外輪廓,施加一定的力,使輪廓中填充的小顆粒充分接觸,處于平衡穩定狀態。然后獲取整體小顆粒的位置坐標,進行AI文件編譯。技術人員先是進行三維建模,建立正方體與橢球體物料形狀,導入離散單元法軟件EDEM中。過分稀疏的填充顆粒會導致物料填充后瞬時爆開。
雙齒輥破碎機通過粘結模型(Bond)將小顆粒粘結,顆粒與顆粒之間會產生重疊量,其值反應了顆??棺冃纹屏涯芰?。半徑越大,顆粒在發生較大的變形才會破裂,反之,較小的變形就產生破裂。顆粒群是依靠顆粒間的粘結力形成的。粘結力的大小由物料的法相臨界應力和切向臨界應力所確定,即抗壓強度和抗剪強度。
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