基于离散元法的矿石高压辊磨破碎研究

发布时间：2017-07-16 07:19

  本文关键词：基于离散元法的矿石高压辊磨破碎研究

  更多相关文章： 高压辊磨机 矿石破碎 离散单元法 参数校核 正交试验

【摘要】：近年来随着国内经济迅速发展,各种矿物原料及建筑材料的社会需求量日益增大。高压辊磨机作为一种“多碎少磨”的新型物料破碎设备,因其单位破碎能耗低,单位钢耗低,破碎产品粒度均匀,生产效率高等特点,已成为矿山企业和设计研究院关注的焦点。目前,学者主要使用实验法、有限元法对高压辊磨机破碎矿石的相关问题进行研究,但由于矿石的不连续性,使用实验法和有限元法来研究该问题存在一些不足和困难。离散单元法基于非连续介质力学,具有便于处理单元间作用形式的天生优势,能直接方便地模拟散体材料及连续材料向散体材料转化的过程。因此离散单元法能较好的对矿石破碎过程进行研究。全文主要研究内容如下:首先阐述本文的研究背景,介绍高压辊磨机的破碎过程及工作原理,综述国内外研究现状,概括全文研究内容及意义。其次,本文采用Hertz-Mindlin with bonding接触模型,通过单轴压缩试验、三点弯曲试验、巴西圆盘劈裂试验校核矿石离散元模型的微观参数,使离散元模型表现出的宏观力学性能与实际矿石一致。然后,利用离散元商业软件提出了指定区域矿石颗粒替换方法,并编写了相应程序,确定了合适的时间步长,建立了矿石高压辊磨破碎模型。最后,通过正交试验方法和单因素试验方法研究辊轮转速、辊轮间隙以及辊轮与矿石间的静摩擦因数对矿石破碎效果的影响。正交试验结果表明:辊轮间隙和辊轮转速对生产效率影响显著,辊轮间隙对破碎百分比影响显著。单因素试验结果表明:生产效率先随转速增大而增大,当转速达到一定值时,生产效率趋于稳定;破碎百分比随辊轮间隙增大而减小,生产效率随辊轮间隙增大而增大。
【关键词】：高压辊磨机 矿石破碎 离散单元法 参数校核 正交试验
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD921.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.2 高压辊磨机简介10-12
• 1.3 国内外研究现状12-14
• 1.3.1 国内研究现状12-13
• 1.3.2 国外研究现状13-14
• 1.4 本文主要研究内容14-15
• 第2章 离散单元法及EDEM简介15-24
• 2.1 离散单元法发展简介15-16
• 2.2 离散单元法基本原理16-20
• 2.2.1 离散单元法的接触模型16-18
• 2.2.2 离散单元法求解过程18-20
• 2.3 EDEM简介20-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 矿石离散元模型微观参数的校核24-34
• 3.1 单轴压缩数值实验模拟24-27
• 3.2 三点弯曲数值实验模拟27-29
• 3.3 巴西圆盘劈裂数值实验模拟29-32
• 3.4 本章小结32-34
• 第4章 矿石高压辊磨破碎模型的建立34-42
• 4.1 单个矿石离散元模型的建立34-38
• 4.1.1 颗粒替换输入文本34-36
• 4.1.2 颗粒体力插件的编译36-38
• 4.2 矿石高压辊磨破碎模型的建立38-39
• 4.3 时间步长的确定39-41
• 4.4 本章小结41-42
• 第5章 模拟仿真与结果分析42-56
• 5.1 正交试验模拟方案的确定42-49
• 5.1.1 正交实验极差分析44-46
• 5.1.2 正交实验方差分析46-49
• 5.2 单因素对矿石破碎效果的影响49-54
• 5.2.1 辊轮间隙对破碎效果的影响49-51
• 5.2.2 辊轮转速对破碎效果的影响51-53
• 5.2.3 辊轮与矿石间的静摩擦因数对破碎效果的影响53-54
• 5.3 本章小结54-56
• 总结与展望56-57
• 参考文献57-60
• 致谢60-61
• 攻读学位期间所取得的成果以参与的项目61

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本文编号：547575