基于EDEM的装载过程仿真研究

发布时间：2020-12-15 21:07

　　装载阻力是铲装过程中物料对铲斗的反作用力,其包含铲斗水平插入阶段的插入阻力和提升阶段的铲取阻力两部分。装载阻力的存在,一是影响装载效率,二是影响能量消耗和铲装成本,因此进行装载阻力形成机理的研究具有重要的现实意义。离散元理论的发展为研究机械-散体颗粒系统的作用机理提供了理论基础,并取得了一些应用成果。本文以离散元理论为基础,应用离散元软件EDEM,按照物料特性建立物料料堆,导入铲斗模型,进而建立装载过程的仿真模型,应用正交实验的基本方法进行仿真方案设计,实现了铲装作业的全过程仿真。通过仿真,首先对铲装作业时的物料运动特性进行了直观分析,阐明了物料变形对铲斗的阻碍作用；其次,研究了物料粒径、物料堆高和铲斗斗宽等因素对装载阻力形成的影响,分析了在不同因素影响下,装载阻力的变化特性,得到了以下结论：（1）建立的仿真模型合理可行。把铲斗模型导入到EDEM软件建立的料堆模型中,实现铲装物料的全过程仿真。仿真结果与经验公式、土力学推导公式和相关学者的实物试验结果数值相近,变化趋势基本一致,验证了仿真模型的正确性；（2）直观地观察到密实核和剪切滑移面的存在。通过物料运动特性分析,并结合软件截图发现,... 

【文章来源】：江西理工大学江西省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题依据及研究意义
        1.1.1 选题背景及依据
        1.1.2 研究的意义
    1.2 装载机理国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 现状综述
    1.3 主要研究内容
    1.4 DEM基本理论及EDEM软件简介
        1.4.1 DEM基本理论
        1.4.2 EDEM软件简介
    1.5 全文结构
    1.6 本章小结
第二章 散体物料特性及装载阻力概述
    2.1 散体物料的物理力学特性
    2.2 装载阻力概述
        2.2.1 工作机构及装载过程的描述
        2.2.2 装载过程受力分析
        2.2.3 装载过程中物料运动特性
        2.2.4 目前计算装载阻力的方法
        2.2.5 影响装载阻力的因素
    2.3 本章小结
第三章 基于EDEM的装载过程建模及方案设计
    3.1 建立仿真模型
        3.1.1 建模思路
        3.1.2 建模假设
        3.1.3 接触模型
        3.1.4 创建模型
        3.1.5 EDEM仿真参数的设置
    3.2 模型验证分析
        3.2.1 EDEM模型仿真结果
        3.2.2 苏联经验公式计算结果
        3.2.3 土力学理论计算结果
        3.2.4 文献试验结果
        3.2.5 综合对比分析
    3.3 仿真内容
    3.4 仿真方案
    3.5 方案的实现
    3.6 本章小结
第四章 物料运动特性仿真分析
    4.1 不同粒径的运动特性仿真分析
        4.1.1 水平插入阶段物料运动特性分析
        4.1.2 提升阶段物料运动特性分析
        4.1.3 有关密实核和滑移面
    4.2 不同堆高的运动特性仿真分析
        4.2.1 水平插入阶段物料运动特性分析
        4.2.2 提升阶段物料运动特性分析
    4.3 不同斗宽的运动特性仿真分析
        4.3.1 水平插入阶段物料运动特性分析
        4.3.2 提升阶段物料运动特性分析
    4.4 正交试验的运动特性仿真分析
        4.4.1 水平插入阶段物料运动特性分析
        4.4.2 提升阶段物料运动特性分析
    4.5 本章小结
第五章 铲斗装载阻力仿真分析
    5.1 粒径对装载阻力的影响
        5.1.1 水平插入阶段铲斗受力分析
        5.1.2 提升阶段铲取阻力分析
    5.2 堆高对装载阻力的影响分析
        5.2.1 水平插入阶段铲斗受力分析
        5.2.2 提升阶段铲取阻力分析
    5.3 斗宽对装载阻力的影响分析
        5.3.1 水平插入阶段铲斗受力分析
        5.3.2 提升阶段铲取阻力分析
    5.4 正交实验的结果分析
        5.4.1 水平插入阶段铲斗受力分析
        5.4.2 提升阶段铲取阻力分析
    5.5 仿真数据处理
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 改进及展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]散状物料转载系统设计DEM仿真方法的研究[J]. 宋伟刚,王天夫.  工程设计学报. 2011(06)
[2]正交实验在压力容器设计中的应用[J]. 徐新军,杨益清,孙斌,董金善.  化工机械. 2011(03)
[3]物料流动对装载机前车架承载的影响[J]. 崔盼超,杨光,于仙,朱飞勇.  煤矿机械. 2011(06)
[4]落石碰撞恢复系数的现场试验与数值计算[J]. 章广成,向欣,唐辉明.  岩石力学与工程学报. 2011(06)
[5]基于有限元分析的装载机铲斗结构优化[J]. 钟丽萍.  中国工程机械学报. 2011(01)
[6]轮式装载机铲斗铲掘与路径轨迹研究[J]. 赵腾云,秦四成,曾庆强,周旭辉.  建筑机械. 2011(03)
[7]装载机铲斗铲掘过程受力分析[J]. 曾庆强,秦四成,赵腾云,王雪莲.  工程机械. 2011(01)
[8]确定挖掘阻力关键因素值与方法的研究[J]. 林贵瑜,李爱峰,李奎贤.  东北大学学报(自然科学版). 2010(12)
[9]2009年我国装载机市场分析及2010年预测[J]. 李伟东,项雷.  工程建设. 2010(02)
[10]2009年中国装载机行业市场分析报告[J]. 刘良臣.  建设机械技术与管理. 2010(02)

硕士论文
[1]铲土运输机械铲掘阻力形成机理研究[D]. 吴传玉.吉林大学 2011
[2]接触问题的分析方法研究与工程应用[D]. 赵万友.西安电子科技大学 2007
[3]装载机液压振动铲装的理论分析与实验研究[D]. 范德强.吉林大学 2006
[4]装载机智能减阻铲装机理及实现[D]. 张舒原.中南大学 2003



本文编号：2918904