基于DEM的沥青混合料振动筛分效率估算与试验研究

发布时间：2020-06-21 00:55

【摘要】：振动筛分设备作为沥青混合料搅拌设备前处理过程的核心部件,其筛分效率与工作可靠性直接影响着沥青路面的使用寿命。本文阐述了振动筛筛分效率的研究现状,并将研究重点放在沥青混合料搅拌设备多层直线振动筛的筛分效率,同时将数值计算方法—离散单元法引入多层筛网筛分过程的研究,并在现场进行实验验证数值模拟真实筛分过程的真实性与可靠性。采用控制变量法研究了多层直线振动筛筛分效率随振频、振幅、振动方向角、筛面倾角变化的变化趋势,为多层直线振动筛的设计提供参考。首先,研究离散元法的基本原理及计算方法,确定物料颗粒与颗粒、颗粒与筛网的接触判断方法,阐述接触力的计算方法。将简化后的三维实体模型导入到离散元仿真软件EDEM中,振动筛模型各参数均按照实际工况设置。再现筛面上颗粒流多种典型的运动状态及透筛行为,并且对筛分结果进行统计。其次,本文提出了一种考虑筛网混杂粒级分布情况下的计算方法。由于在连续大产量生产中能够获得各筛上物物料、筛下物物料的质量以及粒级分布比例,该算法可以反映真实振动筛工作真实情况。该方法能够进行多层筛网的筛分效率测定的沥青搅拌振动筛分效率的计算。同时,本文提出的筛分效率计算方法可以在实验数据基础上实现编程自动求解,比传统的计算方法更具操作性,人为计算量大幅降低,同时不限制筛网层数,可用于多层直线振动筛筛分效率的计算。最后,借助EDEM软件进行多组筛分仿真,得出各层筛网筛分效率值随振动频率、振动方向角、振幅及筛面倾角设计参数的变化趋势。由仿真结果可以看出每层筛网的筛分效率值的变化趋势不尽相同,呈现较复杂的非线性关系。使用BP神经网络映射设计参数与筛分效率之间的关系,并使用构建好的BP神经网络预测在规定范围内设计参数下的筛分效率值,为多层直线振动筛的设计提供参考。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U414

【参考文献】