为了提高立轴冲击式破碎机转子对物料颗粒的破碎效率,采用离散元软件EDEM中的Bonding模型建立了物料破碎效果的仿真模型并提出了采用离散元仿真、正交试验和回归分析相结合的方法对转子结构参数进行优化。首先,在EDEM中建立立轴冲击式破碎机转子关键结构参数对物料破碎效果影响的仿真模型并通过反演法验证仿真模型的可靠性,然后设计正交试验方案并进行仿真试验,通过MATLAB软件对全部试验结果进行回归分析,建立以粘结键断裂数量为衡量指标的物料破碎效果与转子结构参数的关系模型,最后利用该模型对转子的结构参数进行优化,得出当转子直径为900mm、分料锥倾角为23°、导料板安装角度为37°、反击板安装角度为30°时对物料破碎效果最好,为立轴冲击式破碎机转子结构的改进设计提供了理论依据。

辊道式鱼苗分选机主要通过阶梯轴间距分级原理,实现不同大小鱼苗的依次分选。基于离散元法,建立鱼苗-机械耦合模型,且通过试验验证仿真模型的准确性,从而得出最优的工作参数组合。在此基础上,选取鱼苗的体长、体宽、体高作为试验因素,分鱼准确率、鱼苗进槽率为试验指标进行多因素正交试验,并对仿真结果进行了显著性分析。结果表明影响分鱼准确率的主次因素顺序为体长、体高、体宽;影响鱼苗进槽率的主次因素顺序为体宽、体高、体长。结合实际作业分选要求,确定影响鱼苗分选机适应性的主次顺序为体长、体宽、体高。最后通过鱼苗分选机分析鲫鱼、草鱼、鲢鱼、鳊鱼的适应性,为后续鱼苗分选机的结构优化提供参考依据。

为设计出更高筛分效率的弛张筛,研究了筛面形貌对湿煤聚团筛分的影响。首先对筛面形貌进行参数化建模,然后利用有限元显示动力学分析了单颗粒与不同形貌筛面冲击碰撞下的应力大小,进而对形状参数进行优化。采用近似柔性化方法实现筛板的弛张运动,并在最优形状参数下利用EDEM-RecurDyn联合仿真模拟不同间隔参数筛板对湿煤聚团的筛分过程,分析了不同凸起间隔对筛上物颗粒数量,粘结键数量和筛分时间的影响。结果表明,改变筛面形貌有助于加大湿煤聚团的破碎程度,提高筛分效果。该结论可为弛张筛的设计及优化提供一定的理论基础。

称量系统作为混凝土搅拌站的核心模块,称量精度直接影响混凝土的质量和性能。针对落料冲击对称量精度的影响,在分析称量机理的基础上,通过三维软件建立称量系统简化模型,选取Hertz-Mindlin非线性接触模型进行离散元EDEM落料称量仿真,使用冲击系数表征冲击载荷大小。根据仿真结果对称量装置进行优化,设计了缓冲装置锥形溜料板,并对改进后称重模型进行仿真分析,对比冲击系数发现,改进后对称体的冲击载荷明显减小,称量精度得到了有效改善,为混凝土机械的设计与优化提供了理论依据。

考虑到主轴式滚磨光整加工实际工况是湿式环境,为实现该环境的下主轴式滚磨光整加工工艺的仿真模拟,首先将滚抛磨块按离散相处理,基于EDEM软件的Hertz-Mindlin模型对主轴式滚磨光整加工工艺进行仿真模拟,分析滚抛磨块运动情况,然后综合考虑滚抛磨块与液体介质的双向耦合作用,采用EDEM-FLUENT的联合仿真,通过欧拉-欧拉法建立滚筒内固液两相流混合模型,探究不同加工环境下滚抛磨块与工件接触速度大小;最后通过实验测试获得滚抛磨块与工件之间的接触力,并与仿真模拟做对比分析,以滚抛磨块与工件之间的接触力为评价指标,探究滚抛磨块对工件的作用规律,验证耦合仿真的有效性,为实际工程应用提供指导。结果表明滚抛磨块成漩涡状运动轨迹,与工件接触时,运动轨迹发生变化,沿工件滑擦一段距离恢复圆周运动;湿式滚抛磨块速度小于干式情况,且靠近...

为研究废旧动力电池正极片的最佳破碎参数,解决电池正极片上正极材料与铝箔集流体的分离问题,为后一步分选筛分做准备,通过建立破碎机三维模型,借助EDEM离散元分析软件,创建电池正极片的黏结模型,对电池破碎过程进行数值模拟,探求破碎机转速、破碎时间、放入物料数3个影响因素对电池正极片的影响规律。采用正交试验设计,得到破碎效果最佳的参数组合。结果表明当破碎机转速为34000 r/min、破碎时间为20 s、放入物料数为1片时,破碎效率最高,破碎效果较好。

为提高气动式鱼塘投饲机抛料均匀性,提高饲料利用率,利用EDEMFluent耦合方法对投饲机抛料过程进行性能分析和数值模拟,研究造成抛料分布不均匀的主要原因,并对投饲机结构进行优化改进。在此基础上设计三元二次回归正交旋转组合试验,研究设计参数外腔体半径Ro、外腔体高度ho、导流板圆心角α等对抛料均匀性的影响,建立饲料颗粒周向分布变异系数Cv与因素Ro、ho、α之间的二次多元回归模型并解析,确定最优设计参数组合并进行场地验证试验。结果表明,各因素对周向分布变异系数的影响程度由大到小为:导流板圆心角α、外腔体半径Ro、外腔体高度ho,当Ro取77.00mm、ho为85.40mm、α为93.20°时Cv最小,其理论结果为14.13%,验证试验结果为15.08%,与模型理论值相吻合,与未优化前相比Cv降低50.50个百分点。表明基于EDEMFluent耦合方法进行气动式投饲机抛料性能参数优化...

通过离散元软件EDEM进行模拟加工及实验验证,对垂直主轴式滚磨光整加工齿轮的齿面加工效果及效率进行了研究,结果表明：齿轮偏角和滚筒转速等工艺参数会影响齿面的加工质量和效率。引入齿轮偏角能够增大加工作用力,提高对齿面的强化作用,尤其改善了现有旋流式齿轮滚磨光整加工方法对齿根加工效果不佳的缺陷,但同时齿轮偏角过大会影响到齿根的加工质量;滚筒转速越大,加工作用力越强且磨块流速更大,加工能力也越强,加工效率也越高。实验表明,采用垂直主轴式滚磨光整加工齿面加工均匀,相比于旋流式加工方法,其加工效果和加工效率都有大幅提升。

螺旋输送机的螺距结构对其性能影响较大,在等螺距的使用中,如果结构参数选取不当,可能引起出料口方向的物料不均匀。为了解决该问题,采用变螺距设计方法,基于EDEM软件定量分析了性能指标的变化。结果表明：在保证输送量的同时,相比等螺距,指数型对应的能量耗散降低24.11%;科研工作者设计螺距对应的能量耗散相比等螺距降低30.90%,而平均质量流量和平均颗粒速度分别下降19.29%、22.88%,下降率最高;抛物线型对应的平均质量流量和平均颗粒速度,与指数型相比略有升高,但其能量耗散相比指数型更高。最后对输送性能较佳的指数型方法,设计了变螺距参数界面,能够得到不同型号输送机的变螺距结构参数。研究成果对变螺距的设计与研究具有一定参考意义。

刀具刃口钝化是磨粒对刀具刃口磨损的过程。刀具刃口累积能量是反应刀具刃口磨损量的重要因素,累积能量越大磨损量越大。文章基于离散元基本理论,根据刀具刃口钝化特点,采用离散元软件EDEM建立了刀具刃口钝化仿真模型,研究了钝化时间、钝化速度和钝化方向等钝化参数对刀具刃口累积能量的影响规律,为研究磨粒对刀具刃口的磨损提供依据。