基于EDEM的木片卸料系统结构优化仿真研究

发布时间：2023-12-12 18:28

　　国内对木片的巨大需求,带动了相关产业的发展,但随之而来的问题是港口木片卸船设备的作业效率不能满足高效的发展需求,卸料系统的结构优化问题日益紧迫。与其它散货物料相比,木片具有含水量大、流动性差等特点,抓取困难、易堵塞板结是木片卸料过程中最大的问题。本文充分考虑港口的实际情况,以日照港正在服役的带斗门座起重机为参考基准,利用SolidWorks建立卸料系统各部分的模型,采用理论计算、EDEM仿真分析相结合的方式,对木片卸料系统进行结构优化仿真研究,主要研究内容有如下几点:(1)分析了木片的粒度、密度、湿度、堆积角等基本性质对其流动性的影响,并利用Hertz-Mindlin with JKR接触模型原理建立了木片颗粒的仿真模型,通过“虚拟标定”和实验测量的方式,获取了进行木片卸料过程离散元仿真的需要各项参数,填补了离散元分析中物料种类的一个空白。(2)分析了各类抓斗抓取木片时的优缺点,使用SolidWorks软件建立了最适合抓取木片的多颚板抓斗的仿真模型。通过对抓斗挖掘轨迹的分析,将其复杂的运动分解成匀速直线提升以及绕铰点的匀速转动,实现了抓斗挖掘过程的EDEM仿真。对抓斗在抓取过程中的受力...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 国内散货木片的需求与趋势
    1.2 木片卸船设备概述
    1.3 木片的物料特性
    1.4 木片卸料系统的主要问题
    1.5 国内外研究现状
        1.5.1 散状物料流动性及卸料系统研究
        1.5.2 离散元法及其在散状物料研究的应用
    1.6 本文的主要研究目标和内容
        1.6.1 研究目标
        1.6.2 研究内容
第2章 木片的物性及EDEM颗粒模型
    2.1 粒度和粒度组成
    2.2 堆积密度与真密度
    2.3 湿度(含水率)
    2.4 堆积角与摩擦系数
    2.5 木片颗粒接触模型与参数标定
        2.5.1 木片颗粒接触模型
        2.5.2 木片仿真参数标定
    2.6 本章小结
第3章 抓斗抓取效率计算及仿真分析
    3.1 抓斗的类型及木片抓斗选型
        3.1.1 抓斗的类型
        3.1.2 木片抓斗的选型
    3.2 抓斗的工作原理及工作效率影响因素
        3.2.1 多颚板抓斗的结构
        3.2.2 抓斗的工作过程
        3.2.3 影响抓斗效率的因素
    3.3 抓斗挖掘曲线分析
    3.4 抓斗的挖掘阻力分析计算
        3.4.1 切入阻力计算
        3.4.2 推压阻力计算
        3.4.3 摩擦阻力计算
        3.4.4 使用Ansys Workbench进行有限元分析
    3.5 多瓣抓斗挖掘过程仿真
        3.5.1 抓斗挖掘过程仿真
        3.5.2 抓斗颚板的受力分析
        3.5.3 颚板最大开度对抓取量的影响
    3.6 本章小结
第4章 漏斗的结构设计及木片的流动性分析
    4.1 漏斗的结构设计
        4.1.1 概述
        4.1.2 斗壁类型选择
        4.1.3 漏斗下斗口的设计
        4.1.4 木片起拱原因分析及防止起拱的方法
        4.1.5 木片漏斗的仿真模型
        4.1.6 漏斗结构强度分析
    4.2 木片流动状态影响因素
        4.2.1 漏斗栅格对木片流动的影响
        4.2.2 斗壁角度对木片流动的影响
    4.3 本章小结
第5章 卸料器的设计与工作过程仿真分析
    5.1 卸料器的设计
        5.1.1 卸料器的选型
        5.1.2 带宽及带速的确定
        5.1.3 传动力与功率计算
    5.2 带式卸料器工作过程仿真分析
        5.2.1 带式卸料器正常工作过程仿真分析
        5.2.2 漏斗积料时带式卸料器工作过程仿真分析
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 主要工作总结
    6.2 未来的展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间参与项目及学术成果



本文编号：3873404