基于EDEM的散料伸缩溜筒泻料仿真研究

发布时间：2021-01-11 22:41

　　散料伸缩溜筒常用于码头干散货物料的装船工作,其能够在输送例如煤炭、谷物等易碎物料时,通过内部的缓冲结构对下落的物料产生减速效果,防止在高空泻料时因落差过大导致物料折耗,在非工作状态下溜筒通过收缩减小体积,便于规避船只与回收储存。散料伸缩溜筒虽然能够有效降低物料破碎,但目前在设计过程中还没有一套成熟的理论评价其工作性能。由于防破碎与堵塞是两个对立的矛盾,为了避免堵塞,凭借经验的设计总是过于保守。离散元法是分析与求解复杂离散系统动力学问题的新型数值模拟方法,通过建立固体颗粒系统的参数化模型,模拟和分析颗粒行为,能够解决散料处理、岩土力学、粉体工程等诸多领域的复杂问题。本文以离散元法为基本理论,建立破碎与磨损预测模型,模拟散料伸缩溜筒的泻料过程,主要研究工作如下:（1）以离散元仿真软件EDEM为工具,散料伸缩溜筒的煤炭输送为研究对象,根据相关参考文献,选取材料的本征参数和交互参数,基于BPM模型理论与Hertz-Mindlin with Bonding接触模型设计颗粒模板,通过模拟力学实验与冲击实验实现粘结键的参数标定,建立了颗粒破碎与结构磨损模型,为后续研究奠定了基础。（2）根据溜槽流量的... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

API调用流程

12图2-1API调用流程本研究使用了基于API的颗粒替换程序实现颗粒群对单颗粒的替换，该程序调用了自定义颗粒体力和自定义颗粒工厂插件，主要思想为：在某一时刻，使用颗粒体力插件读取该时刻单颗粒的位置、速度、加速度等信息进行储存，随后将所有单颗粒移除计算域；使用颗粒工厂插件在所有单颗粒被移除的位置布置事先设计好的颗粒群，并赋予单颗粒的速度、加速度等信息。图2-2颗粒替换过程2.2.4颗粒模板设计采用BPM模型模拟破碎行为首先需要设计合理的颗粒破碎模板，对于粒径为60mm的煤炭颗粒，破碎后的小颗粒取为10mm，根据经验公式计算颗粒群中小颗粒的个数[48]：=(2-25)

13式中是体积填充系数，经验值取0.56；和分别是大颗粒和小颗粒体积；为填充大颗粒所需小颗粒的个数。根据公式可得出，替换60mm的大颗粒需要10mm的小颗粒121个。图2-3为颗粒模板的制作过程，将两个端部内径为60mm半球的几何壳体导入EDEM。仿真开始时，颗粒工厂首先在虚拟实体内生成121个10mm小颗粒，随后两个几何壳体对向移动进行压缩直至几何壳体的两个半球对接形成一个完整的60mm直径球形，几何壳体运动停止，静待小颗粒稳定。此时，球形壳体被121个小颗粒填充。导出小颗粒的位置信息即完成颗粒群模板的设计。不同粒径大颗粒所需10mm小颗粒填充数量以及存在于颗粒间的粘结键数量如表2-1所示。（a）生成颗粒（b）对向压缩（c）等待稳定图2-3颗粒模板制作过程表2-1颗粒替换所需粘结键数量大颗粒粒径mm30354045505560小颗粒数量个152436487093121粘结键数量个4572120165240335450通过粘结键粘结的颗粒个数与粘结键的数量可以采用二次函数表示：=0.00011×+0.1237×+26.67(2-25)2.3粘结键刚度的标定粘结键的参数可分为刚度参数和强度参数两类，刚度参数包括粘结半径、单位面积的法向刚度与切向刚度，其作用为根据颗粒之间相对位置的变化调整粘结键受力；强度参数包括法向极限强度和切向极限强度，强度参数决定粘结键的极限受力情况，当粘结键受力大于极限强度时粘结键断裂。2.3.1刚度参数获取方法离散元参数的确定方法包括：理论计算、直接测取和虚拟标定，亦可将多


本文编号：2971608