散料伸缩溜筒常用于码头干散货物料的装船工作,其能够在输送例如煤炭、谷物等易碎物料时,通过内部的缓冲结构对下落的物料产生减速效果,防止在高空泻料时因落差过大导致物料折耗,在非工作状态下溜筒通过收缩减小体积,便于规避船只与回收储存。散料伸缩溜筒虽然能够有效降低物料破碎,但目前在设计过程中还没有一套成熟的理论评价其工作性能。由于防破碎与堵塞是两个对立的矛盾,为了避免堵塞,凭借经验的设计总是过于保守。离散元法是分析与求解复杂离散系统动力学问题的新型数值模拟方法,通过建立固体颗粒系统的参数化模型,模拟和分析颗粒行为,能够解决散料处理、岩土力学、粉体工程等诸多领域的复杂问题。本文以离散元法为基本理论,建立破碎与磨损预测模型,模拟散料伸缩溜筒的泻料过程,主要研究工作如下:(1)以离散元仿真软件EDEM为工具,散料伸缩溜筒的煤炭输送为研究对象,根据相关参考文献,选取材料的本征参数和交互参数,基于BPM模型理论与Hertz-Mindlin with Bonding接触模型设计颗粒模板,通过模拟力学实验与冲击实验实现粘结键的参数标定,建立了颗粒破碎与结构磨损模型,为后续研究奠定了基础。(2)根据溜槽流量的输入与输出关系将颗粒流态分为了稀疏流、密集流以及堵塞,研究了各流态的流动特性及其临界转换,重点探讨了溜筒的堵塞问题。根据结构参数与颗粒流速的映射关系,通过回归分析建立了基于结构参数的颗粒流速计算模型,并验证了计算模型的可靠性。(3)引入颗粒破碎模型与结构磨损模型,合理设计仿真方案,分析溜筒在泻料过程中颗粒的破碎情况与溜槽结构的磨损情况,为应对仿真时间过长的问题,采用SPSS神经网络工具拓展仿真数据,实现破碎预测。结果表明颗粒破碎与结构磨损的主要影响因素为颗粒流的流动速度,同时受其他参数协同影响。(4)以Visual Basic作为开发平台,将颗粒流速计算模型与神经网络的预测结果进行封装,编译了“散料溜筒泻料分析”软件,溜筒设计者可以在该软件中,通过输入初始颗粒参数与溜筒结构参数,获取泻料过程中物料破碎与结构磨损的预测结果,辅助溜筒的设计。