Vzhledem k velké velikosti částic a krátkému procesu drceníkalibrátory minerálůa hlavním lámacím mechanismem je porušení tahem a smykem, je obtížné určit velikost a rozložení zatížení během návrhu. V tomto článku je navržena nová metoda pevnostní analýzy založená na diskrétních prvcích (DEM) a konečných prvcích (FEM) pro analýzu pevnosti válcovacích zubů minerálních kalibrátorů. Použitím rozloženého zatížení se zlepší autentičnost a přesnost výpočtu pevnosti zubů válců. Distribuované zatížení bylo vypočítáno softwarem diskrétních prvků EDEM. V tomto článku byly s ohledem na velikostní vliv pevnosti materiálu provedeny jednoosý kompresní test a brazilský diskový test na materiálech s různou velikostí, resp. Pevnost materiálů v tlaku a v tahu byla kalibrována a nakonec byly stanoveny parametry spojování v simulaci diskrétních prvků. Analýzou výsledků simulace diskrétních prvků se v prostředí ANSYS vybere distribuované zatížení na zuby válce, když je síla na zuby válce maximální, a načte se do FEM modelu zubů válce v odpovídající pracovní poloze v odpovídajícím čase v prostředí ANSYS pro pevnostní analýzu. Výsledky ukazují, že zatížení válečkových zubů je distribuováno hlavně na zadní straně zubu při maximální době zatížení a dochází ke koncentraci napětí v přední části kořene zubu.
V posledních letech, s rozvojem částicového modelu, kontaktního modelu a dalších matematických modelů, byla metoda diskrétních prvků široce a hluboce používána v kalibrátorech minerálů. Legendre a kol. iI použil EDEM software k simulaci drcení jednotlivých částic čelisťového drtiče a ověřil výsledky optimalizace spotřeby energie. Cleary a kol. "21" navrhl algoritmus výpočtu modelu náhrady diskrétních prvků založený na testu klesající hmotnosti před modelováním materiálu a použil technologii simulace diskrétních prvků ke studiu účinků materiálových charakteristik a parametrů prostředí na pracovní výkon kuželového drtiče. Metoda diskrétních prvků (DEM) a metoda konečných prvků (FEM) se stále více používají k analýze interakce mezi sypkými nebo křehkými materiály a jiným kontinuem. Například při analýze výkonu drtiče, sítového stroje a dalších zařízení jsou studovány mechanické a kinemické vlastnosti materiálů a vliv materiálů na zařízení. V tomto ohledu vyvinul software diskrétních prvků EDEM spojovací kanál se softwarem konečných prvků ANSYS Workbench, který dokáže realizovat jednosměrnou vazbu mezi diskrétním prvkem a konečným prvkem. Je vhodný pro situaci, kdy deformace zařízení není velká a nestačí ovlivnit mechanické a kinematické vlastnosti materiálu.
Pevnost zubů válců je důležitým základem pro návrh a optimalizaci profilu zubů. Tradiční metoda analýzy pevnosti zubů válců bere maximální pevnost materiálu v tlaku jako hodnotu tlakového napětí pro zatížení špičky a zadní části zubů válců. V tomto článku se DEM FEM používá k analýze pevnosti válcových zubů minerálních třídičů. Podle skutečných výrobních podmínek určitých kalibrátorů minerálů byl vytvořen model DEM-FEM. V EDEM byl simulován proces drcení měřiče minerálů a byly extrahovány informace o zatížení zubů válců. V ANSYS Workbench byl vytvořen model konečných prvků zubu válce a informace o zatížení zubu válce byly načteny na zub válce pomocí spojovacího kanálu EDEM-ANSYS Workbench a byla dokončena pevnostní analýza zubu válce.
V tomto článku jsou materiálový model diskrétních prvků a model konečných prvků zubů válce stanoveny podle interakce mezi zuby válce a rozbitým materiálem, jak je znázorněno na obrázku 1(a). Minerální třídiče mají funkci prosévání. Materiály s velkou velikostí částic se tříděním rozbijí. Materiály s malou velikostí částic, které mohou procházet přímo mezerou mezi ozubenými válci, se nerozbijí. Proto je v tomto článku vytvořen model hexaedrické vazby pro materiály s velkou velikostí částic a model jedné částice je vytvořen pro materiály s malou velikostí částic. Obrázek 1(b) ukazuje model spojování částic materiálu a FEM model zubů válce, kde se zuby válce otáčejí proti směru hodinových ručiček.
V modelu spojování částic se spojují diskrétní prvky s překrývajícími se poloměry kontaktu a mezi spojovacími prvky jsou spojovací síly a krouticí momenty. Vazebná síla a moment jsou určeny posunutím. OBR. 2 ukazuje vazebný diagram částic i a j, ve kterém je přemístění reprezentováno především vztahem mezi rychlostí a časem. Kde Fn a F jsou normálová síla a tangenciální síla; Tm a T jsou normálové a tečné momenty; A je kontaktní oblast za A=π; J je moment setrvačnosti, J=0.5π, m je spojovací poloměr; S. a S jsou normální a tangenciální tuhost; Je časový krok; A 4 jsou normální a tangenciální rychlost; A jsou normální a tangenciální úhlové rychlosti. Když jsou normálová a tangenciální napětí mezi částicemi větší než nastavené hodnoty, poškodí se vazebný vztah diskrétních prvků [, jak ukazuje rovnice (2): x