Поради големия размер на частиците и краткия процес на раздробяване наразмери за минерали, а основният механизъм на счупване е повреда на опън и срязване, трудно е да се определи размерът и разпределението на натоварването по време на проектирането. В тази статия се предлага нов метод за анализ на якостта, базиран на дискретни елементи (DEM) и крайни елементи (FEM), за анализиране на якостта на зъбците на минерални размери. Чрез прилагане на разпределени натоварвания се подобряват автентичността и точността на изчислението на якостта на зъбите на ролката. Разпределеното натоварване беше изчислено чрез софтуер за дискретни елементи EDEM. В тази статия, като се има предвид ефектът на размера на якостта на материала, тестът за едноосно компресиране и тестът с бразилски диск бяха проведени съответно върху материали с различен размер. Якостта на натиск и опън на материалите бяха калибрирани и накрая бяха определени параметрите на свързване при симулация на дискретни елементи. Чрез анализиране на резултатите от симулацията на дискретни елементи, разпределеното натоварване върху зъбите на ролката, когато силата върху зъбите на ролката е максимална, се избира и зарежда в FEM модела на зъбите на ролката в съответната работна позиция в съответното време в среда ANSYS за анализ на якостта. Резултатите показват, че натоварването на ролковия зъб се разпределя главно в задната част на зъба при максималното време на натоварване и има концентрация на напрежение в предната част на корена на зъба.
През последните години, с развитието на модела на частиците, контактния модел и други математически модели, методът на дискретния елемент се използва широко и дълбоко в минералните размери. Legendre и др. Използвах софтуера EDEM, за да симулирам раздробяване на единични частици на челюстна трошачка и проверих резултатите от оптимизирането на консумацията на енергия. Cleary и др. „21“ предложи алгоритъм за изчисление на модела за замяна на дискретни елементи, базиран на тест за падащо тегло преди моделиране на материала, и използва технология за симулация на дискретни елементи, за да проучи ефектите от характеристиките на материала и параметрите на околната среда върху работната производителност на конусната трошачка. Методът на дискретните елементи (DEM) и методът на крайните елементи (FEM) се използват все повече за анализ на взаимодействието между насипни или крехки материали и друг континуум. Например, при анализа на производителността на трошачка, ситова машина и друго оборудване се изучават механичните и кинемичните свойства на материалите и въздействието на материалите върху оборудването. В тази връзка софтуерът за дискретни елементи EDEM разработи канал за свързване със софтуера за крайни елементи ANSYS Workbench, който може да реализира еднопосочно свързване между дискретния елемент и крайния елемент. Подходящо е за ситуацията, че деформацията на оборудването не е голяма и не е достатъчно да повлияе на механичните и кинематичните характеристики на материала.
Якостта на зъбите на ролката е важна основа за дизайна и оптимизацията на профила на зъбите. Традиционният метод за анализиране на якостта на зъбите на ролката взема максималната якост на смачкване на материала като стойност на напрежението на натиск за натоварване на върха и задната част на зъбите на ролката. В тази статия DEM FEM се използва за анализиране на якостта на зъбите на минералните калибри. Съгласно действителните производствени условия на определени размери на минерали, беше създаден DEM-FEM модел. В EDEM беше симулиран процесът на раздробяване на минерални размери и беше извлечена информацията за натоварването на зъбите на ролките. Моделът с крайни елементи на зъба на ролката беше създаден в ANSYS Workbench и информацията за натоварването на зъба на ролката беше заредена върху зъба на ролката с помощта на съединителния канал EDEM-ANSYS Workbench и анализът на якостта на зъба на ролката беше завършен.
В тази статия моделът на материалните дискретни елементи и моделът на крайните елементи на зъбите на ролката са установени според взаимодействието между зъбите на ролката и счупения материал, както е показано на фигура 1(a). минералните размери имат функция за пресяване. Материалите с голям размер на частиците ще бъдат натрошени чрез сортиране. Материалите с малък размер на частиците, които могат да преминат директно през пролуката между зъбните ролки, няма да бъдат счупени. Следователно в тази статия е установен хексаедричен модел на свързване за материали с голям размер на частиците и модел на единични частици е установен за материали с малък размер на частиците. Фигура 1(b) показва модела на свързване на частиците на материала и FEM модела на зъбите на ролката, при който зъбите на ролката се въртят обратно на часовниковата стрелка.
В модела на свързване на частици, дискретните елементи с припокриващи се контактни радиуси се свързват и има свързващи сили и въртящи моменти между свързващите елементи. Силата на свързване и моментът се определят от изместването. ФИГУРА . 2 показва диаграмата на свързване на частици i и j, в която изместването е представено главно от връзката между скорост и време. Където Fn и F са съответно нормална сила и тангенциална сила; Tm и T са съответно нормални и тангенциални моменти; A е контактната площ след A=π; J е инерционният момент, J=0.5π, m е радиусът на свързване; S. И S са съответно нормална и тангенциална коравина; е времевата стъпка; И 4 са съответно нормална и тангенциална скорост; И са съответно нормална и тангенциална ъглови скорости. Когато нормалните и тангенциалните напрежения между частиците са по-големи от зададените стойности, връзката на свързване на отделни елементи се нарушава [, както е показано в уравнение (2): x