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散状物料转载系统设计DEM仿真方法的研究_宋伟刚.pdf

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第１８卷第６期工程设计学报Ｖｏｌ．１８Ｎｏ．６ ２０１１年１２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎＤｅｃ．２０１１ ＤＯＩ：１０．３７８５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７５４Ｘ．２０１１．０６．００６ 散状物料转载系统设计ＤＥＭ仿真方法的研究 宋伟刚，王天夫 （东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳１１０００４） 摘要：颗粒仿真技术可以对散状物料的运动进行观察、机理分析、受力分析、磨损（寿命）估计和系统优化．比较了 散状物料转载计算方法，给出了采用ＤＥＭ方法的建模与模型检验的基本步骤．针对ＤＥＭ计算方法存在所需计算 时间过长的问题，实验比较了降低剪切模量和增大颗粒粒度等方法对ＤＥＭ计算时间和实验结果的影响，结果表 明，在不影响计算结果的前提下可通过降低剪切模量和增大颗粒粒度来缩短ＤＥＭ仿真计算时间．利用ＥＤＥＭ软 件实现了散料转载过程的可视化，比较分析了直线型溜槽、折线型溜槽和曲线型溜槽中物料转载效果．仿真表明： 采用变曲率半径效果更好；Ｕ型溜槽截面能够减少物料不对中情况的发生． 关键词：带式输送机；散料转载；离散单元方法；溜槽 中图分类号：ＴＨ２２２文献标志码：Ａ文章编号：１００６－７５４Ｘ（２０１１）０６－０４２８－０９ ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎＤＥＭｍｅｔｈｏｄｔｏｄｅｓｉｇｎｂｕｌｋｍａｔｅｒｉａｌｔｒａｎｓｆｅｒｓｙｓｔｅｍ ＳＯＮＧＷｅｉ－ｇａｎｇ，ＷＡＮＧＴｉａｎ－ｆｕ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎｏｂｓｅｒｖｅｔｈｅｍｏｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｕｌｋ ｍａｔｅｒｉａｌ，ａｎａｌｙｚｅｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｓｍｏｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｔｈｅｆｏｒｃｅｓｗｈｉｃｈａｃｔｏｎｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｉｔ ａｌｓｏｃａｎｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｗｅａｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗｈｉｃｈｍｅａｎｓｔｈｅｒｅｍａｉｎｉｎｇｕｓｅｆｕｌｌｉｆｅ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｉｔｃａｎｏｐｔｉ－ ｍｉｚｅｔｈｅｔｒａｎｓｆｅｒｓｙｓｔｅｍ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｂｕｌｋｍａｔｅｒｉａｌｔｒａｎｓｆｅｒｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ； ｔｈｅｓｔｅｐｓｏｆｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｍｏｄｅｌｃｈｅｃｋｉｎｇｕｓｉｎｇＤｉｓｃｒｅｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ（ＤＥＭ）ｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅ ｂｕｉｌｔ．ＤｕｅｔｏｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｅｘｃｅｓｓｉｖｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｔｉｍｅｒｅｑｕｉｒｅｄｂｙＤＥＭｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｄｉｓ－ ｃｒｅｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｎｉｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｓｈｅａｒｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ．ＡｆｔｅｒｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇｔｉｍｅｏｆＤＥＭｗｉｔｈｎｏｒｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｉｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｓｈｅａｒｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｃａｎ ｒｅｄｕｃｅｔｈｅｔｉｍｅｏｆＤＥＭｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｏｆｈａｖｉｎｇｎｏａｆｆｅｃｔｉｏｎｏｎｔｈｅｒｅｓｕｌｔ．Ａｓｉｍｕｌａ－ ｔｉｏｎｍｏｄｅｌｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎＥＤＥＭｓｏｆｔｗａｒｅｒｅａｌｉｚｅｄｔｈｅｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｍａｔｅｒｉａｌｆｌｏｗｉｎｔｒａｎｓｆｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｔｒａｎｓｆｅｒｉｎｔｈｅｓｔｒａｉｇｈｔｌｉｎｅｃｈｕｔｅ，ｐｏｌｙｌｉｎｅｃｈｕｔｅａｎｄｔｈｅ ｃｕｒｖｅｄｌｉｎｅｃｈｕｔｅａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｖａｒｉａｂｌｅｒａｄｉｕｓｉｓｂｅｔｔｅｒｆｏｒｍａｔｅｒｉａｌ ｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄ“Ｕ”ｔｙｐｅｃｈｕｔｅｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔｓｉｎｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇｔｈｅｂｕｌｋ ｍａｔｅｒｉａｌ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｅｌｔｃｏｎｖｅｙｏｒ；ｂｕｌｋｍａｔｅｒｉａｌｔｒａｎｓｆｅｒ；ＤＥＭ；ｃｈｕｔｅ 在散料输送与装卸系统中，转载系统是整个系结构，其具有制作简单、方便安装的优点，但却不能 统的咽喉．现有的转载系统中，溜槽通常采用直线型很好地控制料流，在