Suuren hiukkaskoon ja lyhyen murskausprosessin ansiostamineraaliliimauslaitteet, ja päämurtomekanismi on veto- ja leikkausvika, kuorman kokoa ja jakautumista on vaikea määrittää suunnittelun aikana. Tässä artikkelissa ehdotetaan uutta diskreettielementtiin (DEM) ja finite elementtiin (FEM) perustuvaa lujuusanalyysimenetelmää mineraaliliiman rullan hampaiden lujuuden analysoimiseksi. Hajautettuja kuormia käyttämällä parannetaan rullan hampaiden lujuuslaskennan aitoutta ja tarkkuutta. Hajautettu kuorma laskettiin diskreettielementtiohjelmistolla EDEM. Tässä artikkelissa materiaalilujuuden kokovaikutus huomioon ottaen suoritettiin yksiakselinen puristuskoe ja Brasilian kiekkotesti erikokoisille materiaaleille. Materiaalien puristus- ja vetolujuudet kalibroitiin, ja lopuksi määritettiin sidosparametrit diskreettien elementtien simulaatiossa. Erillisten elementtien simulointituloksia analysoimalla valitaan telan hampaiden jakautunut kuormitus, kun telan hampaisiin kohdistuva voima on suurin, ja se kuormitetaan telan hampaiden FEM-malliin vastaavassa työasemassa vastaavana aikana ANSYS-ympäristössä lujuusanalyysiä varten. Tulokset osoittavat, että rullan hampaan kuormitus jakautuu suurimmalla kuormitusajalla pääasiassa hampaan takaosaan ja hampaan juuren etuosassa on jännityskeskittymä.
Viime vuosina hiukkasmallin, kontaktimallin ja muiden matemaattisten mallien kehityksen myötä diskreettien elementtien menetelmää on käytetty laajalti ja syvästi mineraalikoon mittareissa. Legendre et ai. Simuloin EDEM-ohjelmistolla leukamurskaimen yksittäisten hiukkasten murskausta ja varmistin energiankulutuksen optimoinnin tulokset. Cleary et ai. "21" ehdotti diskreetin elementin korvausmallin laskenta-algoritmia, joka perustui putoamispainotestiin ennen materiaalin mallintamista, ja käytti diskreettien elementtien simulaatioteknologiaa tutkiakseen materiaalin ominaisuuksien ja ympäristöparametrien vaikutuksia kartiomurskaimen toimintakykyyn. Diskreettielementtimenetelmää (DEM) ja elementtimenetelmää (FEM) käytetään yhä enemmän irrallisten tai hauraiden materiaalien ja muun jatkumon välisen vuorovaikutuksen analysointiin. Esimerkiksi murskaimen, seulakoneen ja muiden laitteiden suorituskykyanalyysissä tutkitaan materiaalien mekaanisia ja kineemisiä ominaisuuksia sekä materiaalien vaikutusta laitteisiin. Diskreettielementtiohjelmisto EDEM kehitti tältä osin kytkentäkanavan elementtiohjelmiston ANSYS Workbench kanssa, joka pystyy toteuttamaan yksisuuntaisen kytkennän erillisen elementin ja äärellisen elementin välillä. Se sopii tilanteeseen, jossa laitteiston muodonmuutos ei ole suuri, eikä se riitä vaikuttamaan materiaalin mekaanisiin ja kinemaattisiin ominaisuuksiin.
Telan hampaiden lujuus on tärkeä perusta hampaiden profiilin suunnittelussa ja optimoinnissa. Perinteinen rullan hampaiden lujuuden analysointimenetelmä ottaa materiaalin suurimman murskauslujuuden puristusjännityksen arvona, joka kuormitetaan rullan hampaiden kärkeen ja takaosaan. Tässä artikkelissa DEM FEM:ää käytetään analysoimaan mineraaliliimausrullan hampaiden lujuutta. Tiettyjen mineraaliliiman todellisten tuotantoolosuhteiden mukaan luotiin DEM-FEM-malli. EDEMissä simuloitiin mineraaliliimaajien murskausprosessia ja poimittiin telan hampaiden kuormitustiedot. ANSYS Workbenchissä muodostettiin telan hampaan elementtimalli ja ladattiin rullan hampaan kuormitustiedot EDEM-ANSYS Workbench -kytkentäkanavalla ja telan hampaan lujuusanalyysi saatiin päätökseen.
Tässä artikkelissa telan hampaiden materiaalidiskreettielementtimalli ja elementtimalli muodostetaan telan hampaiden ja rikkoutuneen materiaalin välisen vuorovaikutuksen mukaisesti, kuten kuvassa 1(a) esitetään. mineraaliliimauslaitteissa on seulontatoiminto. Suuret hiukkaskokoiset materiaalit rikotaan luokittelussa. Pienen hiukkaskoon materiaalit, jotka voivat kulkea suoraan hammastelojen välisen raon läpi, eivät riko. Siksi tässä artikkelissa heksaederinen sidosmalli on perustettu suurille hiukkaskokoisille materiaaleille ja yksittäisen hiukkasen malli pienille hiukkaskokoisille materiaaleille. Kuvassa 1(b) on esitetty materiaalin hiukkassidontamalli ja telan hampaiden FEM-malli, jossa telan hampaat pyörivät vastapäivään.
Hiukkassidosmallissa erilliset elementit, joiden kosketussäteet ovat limittäin, sitoutuvat toisiinsa ja sidoselementtien välillä on sidosvoimia ja vääntömomentteja. Sidosvoima ja momentti määräytyvät siirtymän mukaan. KUVASSA . 2 on esitetty hiukkasten i ja j sidoskaavio, jossa siirtymää edustaa pääasiassa nopeuden ja ajan välinen suhde. jossa Fn ja F ovat normaalivoima ja vastaavasti tangentiaalinen voima; Tm ja T ovat normaaleja ja tangentiaalimomentteja vastaavasti; A on kosketusalue A=π jälkeen; J on hitausmomentti, J=0.5π, m on sidossäde; S. ja S ovat vastaavasti normaali ja tangentiaalinen jäykkyys; Onko aika askel; Ja 4 ovat normaali ja tangentiaalinen nopeus, vastaavasti; Ja ovat normaalit ja tangentiaaliset kulmanopeudet vastaavasti. Kun hiukkasten väliset normaali- ja tangentiaaliset jännitykset ovat suurempia kuin asetetut arvot, erillisten elementtien sidossuhde vaurioituu [, kuten yhtälössä (2) näkyy: x