散料伸縮溜筒常用于碼頭干散貨物料的裝船工作,其能夠在輸送例如煤炭、谷物等易碎物料時,通過內部的緩沖結構對下落的物料產生減速效果,防止在高空瀉料時因落差過大導致物料折耗,在非工作狀態(tài)下溜筒通過收縮減小體積,便于規(guī)避船只與回收儲存。散料伸縮溜筒雖然能夠有效降低物料破碎,但目前在設計過程中還沒有一套成熟的理論評價其工作性能。由于防破碎與堵塞是兩個對立的矛盾,為了避免堵塞,憑借經驗的設計總是過于保守。離散元法是分析與求解復雜離散系統(tǒng)動力學問題的新型數(shù)值模擬方法,通過建立固體顆粒系統(tǒng)的參數(shù)化模型,模擬和分析顆粒行為,能夠解決散料處理、巖土力學、粉體工程等諸多領域的復雜問題。本文以離散元法為基本理論,建立破碎與磨損預測模型,模擬散料伸縮溜筒的瀉料過程,主要研究工作如下:（1）以離散元仿真軟件EDEM為工具,散料伸縮溜筒的煤炭輸送為研究對象,根據相關參考文獻,選取材料的本征參數(shù)和交互參數(shù),基于BPM模型理論與Hertz-Mindlin with Bonding接觸模型設計顆粒模板,通過模擬力學實驗與沖擊實驗實現(xiàn)粘結鍵的參數(shù)標定,建立了顆粒破碎與結構磨損模型,為后續(xù)研究奠定了基礎。（2）根據溜槽流量的... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

API調用流程

12圖2-1API調用流程本研究使用了基于API的顆粒替換程序實現(xiàn)顆粒群對單顆粒的替換，該程序調用了自定義顆粒體力和自定義顆粒工廠插件，主要思想為：在某一時刻，使用顆粒體力插件讀取該時刻單顆粒的位置、速度、加速度等信息進行儲存，隨后將所有單顆粒移除計算域；使用顆粒工廠插件在所有單顆粒被移除的位置布置事先設計好的顆粒群，并賦予單顆粒的速度、加速度等信息。圖2-2顆粒替換過程2.2.4顆粒模板設計采用BPM模型模擬破碎行為首先需要設計合理的顆粒破碎模板，對于粒徑為60mm的煤炭顆粒，破碎后的小顆粒取為10mm，根據經驗公式計算顆粒群中小顆粒的個數(shù)[48]：=(2-25)

13式中是體積填充系數(shù)，經驗值取0.56；和分別是大顆粒和小顆粒體積；為填充大顆粒所需小顆粒的個數(shù)。根據公式可得出，替換60mm的大顆粒需要10mm的小顆粒121個。圖2-3為顆粒模板的制作過程，將兩個端部內徑為60mm半球的幾何殼體導入EDEM。仿真開始時，顆粒工廠首先在虛擬實體內生成121個10mm小顆粒，隨后兩個幾何殼體對向移動進行壓縮直至幾何殼體的兩個半球對接形成一個完整的60mm直徑球形，幾何殼體運動停止，靜待小顆粒穩(wěn)定。此時，球形殼體被121個小顆粒填充。導出小顆粒的位置信息即完成顆粒群模板的設計。不同粒徑大顆粒所需10mm小顆粒填充數(shù)量以及存在于顆粒間的粘結鍵數(shù)量如表2-1所示。（a）生成顆粒（b）對向壓縮（c）等待穩(wěn)定圖2-3顆粒模板制作過程表2-1顆粒替換所需粘結鍵數(shù)量大顆粒粒徑mm30354045505560小顆粒數(shù)量個152436487093121粘結鍵數(shù)量個4572120165240335450通過粘結鍵粘結的顆粒個數(shù)與粘結鍵的數(shù)量可以采用二次函數(shù)表示：=0.00011×+0.1237×+26.67(2-25)2.3粘結鍵剛度的標定粘結鍵的參數(shù)可分為剛度參數(shù)和強度參數(shù)兩類，剛度參數(shù)包括粘結半徑、單位面積的法向剛度與切向剛度，其作用為根據顆粒之間相對位置的變化調整粘結鍵受力；強度參數(shù)包括法向極限強度和切向極限強度，強度參數(shù)決定粘結鍵的極限受力情況，當粘結鍵受力大于極限強度時粘結鍵斷裂。2.3.1剛度參數(shù)獲取方法離散元參數(shù)的確定方法包括：理論計算、直接測取和虛擬標定，亦可將多


本文編號：2971608