料仓和回转机械卸料过程的离散元仿真模拟

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卸料过程在工程问题中十分普遍。常见的卸料方式有直接卸料和回转卸料。以前的研究中大多只在实验的基础上,考虑对机械部件的设计进行优化,并没有把颗粒物料与机械部件的相互运动结合起来,本文从颗粒物质的角度,利用离散单元法,对常见的卸料过程进行仿真模拟,主要工作如下:基于离散单元法,利用离散元仿真软件,首先建立了料仓的离散元模型,对其卸料过程进行模拟。着重分析仓内颗粒物质的流动及相互作用,并且对卸料过程中颗粒物质形成的复杂的运动场、内力场以及颗粒物料对料仓壁的侧压力进行了研究。得到了模型料仓可以模拟原料仓的受力情况以及其的静态侧压力与原型料仓的Janssen公式计算值相符合的结论,并通过对模型料仓卸料过程的模拟分析,得到了动态侧压力变化趋势和超压系数的范围并且就其中较为突出的影响因素进行分析,其中包括颗粒物质的密度,和卸料口宽度与料仓宽度之比。其次建立了回转机械的离散元模型,对单个的回转机械的卸料过程进行了模拟,着重分析料斗在旋转90°的过程中其中的颗粒物质的流动及相互作用,并研究了其中复杂的速度场、内力场以及颗粒物料对料仓壁的侧压力。另外通过对旋转机械的转动速度的改变,研究转速对旋转机械中的颗粒物料的运动状态的影响。最后,根据之前的模拟结果,对旋转机械模拟进行了改进和完善,主要分析了料斗的底部对颗粒物料流态的影响,以及其受力情况。
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