Из-за большого размера частиц и короткого процесса дроблениякалибраторы минералов, а основным механизмом разрушения является разрушение при растяжении и сдвиге, при проектировании трудно определить величину и распределение нагрузки. В этой статье предлагается новый метод анализа прочности, основанный на дискретных элементах (DEM) и конечных элементах (FEM), для анализа прочности зубьев валков минеральных калибраторов. За счет применения распределенных нагрузок повышается достоверность и точность расчета прочности зубьев валков. Распределенная нагрузка рассчитывалась с помощью программы дискретных элементов ЭДЕМ. В этой статье, учитывая размерный эффект прочности материала, испытание на одноосное сжатие и испытание бразильского диска были проведены для материалов разного размера соответственно. Были откалиброваны прочности материалов на сжатие и растяжение и окончательно определены параметры соединения при моделировании дискретных элементов. Путем анализа результатов моделирования дискретных элементов выбирается распределенная нагрузка на зубья валка, когда сила на зубьях валка максимальна, и загружается в FEM-модель зубьев валка в соответствующем рабочем положении в соответствующий момент времени в среде ANSYS для анализа прочности. Результаты показывают, что нагрузка на зубья ролика в основном распределяется в задней части зуба в максимальное время нагрузки, а концентрация напряжений наблюдается в передней части корня зуба.
В последние годы, с развитием моделей частиц, контактных моделей и других математических моделей, метод дискретных элементов стал широко и глубоко использоваться в приборах для определения размера минералов. Лежандр и др. Я использовал программное обеспечение EDEM для моделирования дробления отдельных частиц щековой дробилкой и проверил результаты оптимизации энергопотребления. Клири и др. «21» предложила алгоритм расчета модели замены дискретных элементов, основанный на испытании падающим грузом перед моделированием материала, и использовала технологию моделирования дискретных элементов для изучения влияния характеристик материала и параметров окружающей среды на рабочие характеристики конусной дробилки. Метод дискретных элементов (DEM) и метод конечных элементов (FEM) все чаще используются для анализа взаимодействия между сыпучими или хрупкими материалами и другими континуумами. Например, при анализе производительности дробилки, грохота и другого оборудования изучаются механические и кинемические свойства материалов, а также воздействие материалов на оборудование. В связи с этим в программном обеспечении дискретных элементов EDEM был разработан канал связи с программным обеспечением конечных элементов ANSYS Workbench, который может реализовать однонаправленную связь между дискретным элементом и конечным элементом. Подходит для ситуации, когда деформация оборудования невелика и недостаточно влияет на механические и кинематические характеристики материала.
Прочность зубьев роликов является важной основой для проектирования и оптимизации профиля зубьев. Традиционный метод анализа прочности зубьев ролика принимает максимальную прочность материала на раздавливание как значение сжимающего напряжения, оказываемого на кончик и заднюю часть зубьев ролика. В этой статье DEM FEM используется для анализа прочности зубьев валков минеральных калибраторов. В соответствии с фактическими условиями производства определенных сортировщиков минералов была создана модель DEM-FEM. В EDEM был смоделирован процесс дробления минеральных сепараторов и получена информация о нагрузке на зубья валка. Конечно-элементная модель зуба валка была создана в ANSYS Workbench, информация о нагрузке зуба валка была загружена на зуб валка с помощью канала связи EDEM-ANSYS Workbench, после чего был завершен анализ прочности зуба валка.
В этой статье модель дискретных элементов материала и модель конечных элементов зубьев валка устанавливаются в соответствии с взаимодействием между зубьями валка и разрушенным материалом, как показано на рисунке 1 (а). калибраторы минералов имеют функцию просеивания. Материалы с крупными частицами будут дробиться при сортировке. Материалы с мелкими частицами, которые могут проходить непосредственно через зазор между зубчатыми валками, не разрушаются. Таким образом, в этой статье модель гексаэдральной связи установлена для материалов с крупными частицами, а модель одной частицы — для материалов с мелкими частицами. На рисунке 1(b) показана модель соединения частиц материала и модель зубьев валка методом FEM, в которой зубья валка вращаются против часовой стрелки.
В модели соединения частиц дискретные элементы с перекрывающимися контактными радиусами соединяются, и между связывающими элементами существуют силы связи и крутящие моменты. Сила и момент сцепления определяются смещением. На Фиг.. 2 показана диаграмма связей частиц i и j, в которой смещение в основном представлено соотношением между скоростью и временем. Где Fn и F — нормальная сила и касательная сила соответственно; Tm и T — нормальный и касательный моменты соответственно; A — площадь контакта после A=π; J — момент инерции, J=0.5π, м — радиус связи; S. и S — нормальная и тангенциальная жесткость соответственно; Это шаг по времени; А 4 — нормальная и тангенциальная скорости соответственно; А – нормальная и тангенциальная угловые скорости соответственно. Когда нормальные и касательные напряжения между частицами превышают установленные значения, связи между дискретными элементами нарушаются [, как показано в уравнении (2): x