A causa della grande dimensione delle particelle e del breve processo di frantumazionedimensionatori minerali, e il principale meccanismo di rottura è la rottura per trazione e taglio, è difficile determinare la dimensione e la distribuzione del carico durante la progettazione. In questo articolo, viene proposto un nuovo metodo di analisi della resistenza basato su elementi discreti (DEM) ed elementi finiti (FEM) per analizzare la resistenza dei denti dei rulli dei misuratori minerali. Applicando carichi distribuiti, l'autenticità e la precisione del calcolo della resistenza dei denti del rullo vengono migliorate. Il carico distribuito è stato calcolato dal software ad elementi discreti EDEM. In questo articolo, considerando l'effetto dimensionale della resistenza del materiale, il test di compressione uniassiale e il test del disco brasiliano sono stati eseguiti rispettivamente su materiali con dimensioni diverse. Sono state calibrate le resistenze a compressione e trazione dei materiali e infine sono stati determinati i parametri di legame nella simulazione degli elementi discreti. Analizzando i risultati della simulazione degli elementi discreti, il carico distribuito sui denti del rullo quando la forza sui denti del rullo è massima viene selezionato e caricato nel modello FEM dei denti del rullo nella posizione di lavoro corrispondente al momento corrispondente nell'ambiente ANSYS per l'analisi della resistenza. I risultati mostrano che il carico sul dente del rullo è distribuito principalmente nella parte posteriore del dente nel tempo di carico massimo, e c'è una concentrazione di stress nella parte anteriore della radice del dente.
Negli ultimi anni, con lo sviluppo del modello particellare, del modello di contatto e di altri modelli matematici, il metodo degli elementi discreti è stato ampiamente e profondamente utilizzato nei dimensionatori dei minerali. Legendre et al. iHo utilizzato il software EDEM per simulare la frantumazione di singole particelle di un frantoio a mascelle e ho verificato i risultati dell'ottimizzazione del consumo energetico. Cleary et al. "21" ha proposto un algoritmo di calcolo del modello di sostituzione degli elementi discreti basato sul test del peso di caduta prima della modellazione del materiale e ha utilizzato la tecnologia di simulazione degli elementi discreti per studiare gli effetti delle caratteristiche del materiale e dei parametri ambientali sulle prestazioni di lavoro del frantoio a cono. Il metodo degli elementi discreti (DEM) e il metodo degli elementi finiti (FEM) sono sempre più utilizzati per analizzare l'interazione tra materiali sciolti o fragili e altri materiali continui. Ad esempio, nell'analisi delle prestazioni di frantoi, vagli e altre apparecchiature, vengono studiate le proprietà meccaniche e cinematiche dei materiali e l'impatto dei materiali sulle apparecchiature. A questo proposito, il software ad elementi discreti EDEM ha sviluppato un canale di accoppiamento con il software ad elementi finiti ANSYS Workbench, che può realizzare l'accoppiamento unidirezionale tra l'elemento discreto e l'elemento finito. È adatto alla situazione in cui la deformazione dell'attrezzatura non è grande e non è sufficiente a influenzare le caratteristiche meccaniche e cinematiche del materiale.
La resistenza dei denti dei rulli è una base importante per la progettazione e l'ottimizzazione del profilo dei denti. Il metodo tradizionale di analisi della resistenza dei denti del rullo considera la massima resistenza allo schiacciamento del materiale come valore di sollecitazione di compressione da caricare sulla punta e sul retro dei denti del rullo. In questo documento, DEM FEM viene utilizzato per analizzare la resistenza dei denti dei rulli calibratori minerali. In base alle reali condizioni di produzione di determinati dimensionatori di minerali, è stato stabilito un modello DEM-FEM. Nell'EDEM è stato simulato il processo di frantumazione dei valutatori di minerali e sono state estratte le informazioni sul carico dei denti del rullo. Il modello a elementi finiti del dente del rullo è stato stabilito in ANSYS Workbench e le informazioni sul carico del dente del rullo sono state caricate sul dente del rullo utilizzando il canale di accoppiamento EDEM-ANSYS Workbench e l'analisi della resistenza del dente del rullo è stata completata.
In questo articolo, il modello a elementi discreti del materiale e il modello a elementi finiti dei denti del rullo vengono stabiliti in base all'interazione tra i denti del rullo e il materiale rotto, come mostrato nella Figura 1(a). i misuratori minerali hanno la funzione di screening. I materiali di grandi dimensioni verranno rotti mediante classificazione. I materiali di piccole dimensioni che possono passare direttamente attraverso lo spazio tra i rulli dentati non verranno rotti. Pertanto, in questo documento, viene stabilito il modello di legame esaedrico per materiali di grandi dimensioni delle particelle e viene stabilito il modello a particella singola per materiali di piccole dimensioni delle particelle. La Figura 1(b) mostra il modello di legame delle particelle del materiale e il modello FEM dei denti del rullo, in cui i denti del rullo ruotano in senso antiorario.
Nel modello di legame particellare, gli elementi discreti con raggi di contatto sovrapposti si legano e ci sono forze e coppie di legame tra gli elementi di legame. La forza e il momento di legame sono determinati dallo spostamento. La FIG. 2 mostra il diagramma di legame delle particelle i e j, in cui lo spostamento è rappresentato principalmente dalla relazione tra velocità e tempo. Dove Fn e F sono rispettivamente la forza normale e la forza tangenziale; Tm e T sono rispettivamente momento normale e momento tangenziale; A è l'area di contatto, dopo A=π; J è il momento d'inerzia, J=0.5π, m è il raggio di legame; S. E S sono rispettivamente la rigidezza normale e quella tangenziale; È il passo temporale; E 4 sono rispettivamente la velocità normale e quella tangenziale; E sono rispettivamente velocità angolari normali e tangenziali. Quando le sollecitazioni normali e tangenziali tra le particelle sono maggiori dei valori impostati, la relazione di legame degli elementi discreti viene danneggiata [, come mostrato nell'equazione (2): x