Vzhľadom na veľkú veľkosť častíc a krátky proces drveniakalibrátory minerálova hlavným lámacím mechanizmom je zlyhanie v ťahu a šmyku, je ťažké určiť veľkosť a rozloženie zaťaženia počas návrhu. V tomto článku je navrhnutá nová metóda analýzy pevnosti založená na diskrétnych prvkoch (DEM) a konečných prvkoch (FEM) na analýzu pevnosti valcových zubov minerálnych triedičov. Aplikáciou rozloženého zaťaženia sa zlepší autentickosť a presnosť výpočtu pevnosti zubov valca. Rozložené zaťaženie sa vypočítalo pomocou softvéru EDEM s diskrétnymi prvkami. V tomto článku, berúc do úvahy veľkostný vplyv pevnosti materiálu, sa test jednoosového stlačenia a test brazílskeho disku vykonali na materiáloch s rôznou veľkosťou. Boli kalibrované pevnosti materiálov v tlaku a v ťahu a nakoniec boli stanovené parametre väzby v simulácii diskrétnych prvkov. Analýzou výsledkov simulácie diskrétnych prvkov sa vyberie rozložené zaťaženie zubov valca, keď je sila na zuby valca maximálna, a načíta sa do FEM modelu zubov valca v zodpovedajúcej pracovnej polohe v zodpovedajúcom čase v prostredí ANSYS na analýzu pevnosti. Výsledky ukazujú, že zaťaženie valčekového zuba je distribuované hlavne v zadnej časti zuba pri maximálnom zaťažení a je tu koncentrácia napätia v prednej časti zuba.
V posledných rokoch, s vývojom časticového modelu, kontaktného modelu a iných matematických modelov, bola metóda diskrétnych prvkov široko a hlboko používaná v kalibrátoroch minerálov. Legendre a spol. Použil som softvér EDEM na simuláciu drvenia jednotlivých častíc čeľusťového drviča a overil som výsledky optimalizácie spotreby energie. Cleary a kol. "21" navrhol algoritmus výpočtu modelu výmeny diskrétnych prvkov založený na teste klesajúcej hmotnosti pred modelovaním materiálu a použil technológiu simulácie diskrétnych prvkov na štúdium účinkov charakteristík materiálu a parametrov prostredia na pracovný výkon kužeľového drviča. Metóda diskrétnych prvkov (DEM) a metóda konečných prvkov (FEM) sa čoraz častejšie používajú na analýzu interakcie medzi sypkými alebo krehkými materiálmi a iným kontinuom. Napríklad pri analýze výkonu drviča, sitového stroja a iných zariadení sa študujú mechanické a kinemické vlastnosti materiálov a vplyv materiálov na zariadenia. V tomto ohľade softvér diskrétnych prvkov EDEM vyvinul spojovací kanál so softvérom konečných prvkov ANSYS Workbench, ktorý dokáže realizovať jednosmernú väzbu medzi diskrétnym prvkom a konečným prvkom. Je vhodný pre situáciu, že deformácia zariadenia nie je veľká a nestačí ovplyvniť mechanické a kinematické vlastnosti materiálu.
Pevnosť zubov valcov je dôležitým základom pre návrh a optimalizáciu profilu zubov. Tradičná metóda analýzy pevnosti zubov valcov berie maximálnu pevnosť v tlaku materiálu ako hodnotu tlakového napätia na zaťaženie hrotu a zadnej časti zubov valca. V tomto článku sa DEM FEM používa na analýzu pevnosti zubov valcov kalibrátorov minerálov. Podľa skutočných výrobných podmienok určitých kalibrátorov minerálov bol vytvorený model DEM-FEM. V EDEM bol simulovaný proces drvenia minerálnych triedičov a boli extrahované informácie o zaťažení zubov valcov. Model konečných prvkov zuba valca bol vytvorený v ANSYS Workbench a informácie o zaťažení zuba valca boli načítané na zub valca pomocou spojovacieho kanála EDEM-ANSYS Workbench a bola dokončená analýza pevnosti zuba valca.
V tomto dokumente sú model materiálu s diskrétnymi prvkami a model konečných prvkov zubov valca vytvorené podľa interakcie medzi zubami valca a zlomeným materiálom, ako je znázornené na obrázku 1 (a). kalibrátory minerálov majú skríningovú funkciu. Materiály s veľkou veľkosťou častíc sa triedením rozbijú. Materiály s malou veľkosťou častíc, ktoré môžu prechádzať priamo cez medzeru medzi zubovými valcami, sa nerozbijú. Preto je v tomto článku vytvorený model hexaedrálnej väzby pre materiály s veľkou veľkosťou častíc a model jednej častice je vytvorený pre materiály s malou veľkosťou častíc. Obrázok 1(b) zobrazuje model viazania častíc materiálu a FEM model zubov valca, pričom zuby valca sa otáčajú proti smeru hodinových ručičiek.
V časticovom modeli spájania sa diskrétne prvky s prekrývajúcimi sa polomermi kontaktu spájajú a medzi spojovacími prvkami existujú spojovacie sily a krútiace momenty. Väzbová sila a moment sú určené posunutím. OBR. 2 ukazuje diagram väzby častíc i a j, v ktorom je premiestnenie reprezentované hlavne vzťahom medzi rýchlosťou a časom. Kde Fn a F sú normálová sila a tangenciálna sila; Tm a T sú normálové a tangenciálne momenty; A je kontaktná oblasť za A=π; J je moment zotrvačnosti, J=0.5π, m je polomer väzby; S. a S sú normálna a tangenciálna tuhosť; Je časový krok; A 4 sú normálna a tangenciálna rýchlosť; A sú normálne a tangenciálne uhlové rýchlosti. Keď sú normálové a tangenciálne napätia medzi časticami väčšie ako nastavené hodnoty, väzbový vzťah diskrétnych prvkov je poškodený [, ako je znázornené v rovnici (2): x