Zaradi velike velikosti delcev in kratkega postopka drobljenjamerilniki mineralov, in glavni lomni mehanizem je natezna in strižna okvara, je med načrtovanjem težko določiti velikost in porazdelitev obremenitve. V tem prispevku je predlagana nova metoda analize trdnosti, ki temelji na diskretnem elementu (DEM) in končnem elementu (FEM) za analizo trdnosti zob valjev mineralnih velikosti. Z uporabo porazdeljenih obremenitev se izboljšata avtentičnost in natančnost izračuna trdnosti zob valja. Porazdeljena obremenitev je bila izračunana s programsko opremo za diskretne elemente EDEM. V tem prispevku smo ob upoštevanju učinka velikosti materiala na trdnost materiala izvedli enoosni kompresijski preskus in brazilski preskus z diskom na materialih različnih velikosti. Umerjene so bile tlačne in natezne trdnosti materialov ter dokončno določeni vezni parametri pri simulaciji diskretnih elementov. Z analizo rezultatov simulacije diskretnih elementov se izbere porazdeljena obremenitev na zobeh valjev, ko je sila na zobeh valjev največja, in se naloži v FEM model zob valjev na ustreznem delovnem položaju ob ustreznem času v okolju ANSYS za analizo trdnosti. Rezultati kažejo, da je obremenitev valjčnega zoba v glavnem porazdeljena na zadnjo stran zoba pri največjem času obremenitve, koncentracija napetosti pa je na sprednji strani zobne korenine.
V zadnjih letih se je z razvojem modela delcev, kontaktnega modela in drugih matematičnih modelov metoda diskretnih elementov široko in globoko uporabljala v merilnikih velikosti mineralov. Legendre et al. Uporabil sem programsko opremo EDEM za simulacijo drobljenja posameznih delcev čeljustnega drobilnika in preveril rezultate optimizacije porabe energije. Cleary et al. "21" je predlagal algoritem za izračun modela zamenjave diskretnih elementov, ki temelji na preskusu padajoče teže pred modeliranjem materiala, in uporabil tehnologijo simulacije diskretnih elementov za preučevanje učinkov značilnosti materiala in parametrov okolja na delovno zmogljivost stožčastega drobilnika. Metoda diskretnih elementov (DEM) in metoda končnih elementov (FEM) se vedno pogosteje uporabljata za analizo interakcije med ohlapnimi ali krhkimi materiali in drugim kontinuumom. Na primer, pri analizi delovanja drobilnika, sijalnega stroja in druge opreme se preučujejo mehanske in kinemične lastnosti materialov ter vpliv materialov na opremo. V zvezi s tem je programska oprema za diskretne elemente EDEM razvila povezovalni kanal s programsko opremo za končne elemente ANSYS Workbench, ki lahko realizira enosmerno sklopitev med diskretnim in končnim elementom. Primerno je za situacijo, da deformacija opreme ni velika in ni dovolj, da bi vplivala na mehanske in kinematične lastnosti materiala.
Trdnost zob valjev je pomembna osnova za oblikovanje in optimizacijo profila zob. Tradicionalna metoda analiziranja trdnosti valjčnih zob vzame največjo drobilno trdnost materiala kot vrednost tlačne napetosti za obremenitev na konici in zadnji strani valjčnih zob. V tem prispevku se DEM FEM uporablja za analizo trdnosti zob valjev za določanje velikosti mineralov. Glede na dejanske pogoje proizvodnje določenih mineralnih merilnikov je bil vzpostavljen model DEM-FEM. V EDEM je bil simuliran postopek drobljenja mineralnih klešč in pridobljene so bile informacije o obremenitvi zob valjev. Model končnih elementov valjčnega zoba je bil vzpostavljen v ANSYS Workbench, informacije o obremenitvi valjčnega zoba pa so bile naložene na valjčni zob z uporabo spojnega kanala EDEM-ANSYS Workbench in analiza trdnosti valjčnega zoba je bila dokončana.
V tem prispevku sta model materialnega diskretnega elementa in model končnih elementov valjčnih zob vzpostavljena glede na interakcijo med valjčnimi zobmi in zlomljenim materialom, kot je prikazano na sliki 1(a). mineralni merilniki imajo funkcijo presejanja. Materiali z velikimi delci se bodo z razvrščanjem razbili. Materiali majhne velikosti delcev, ki lahko gredo neposredno skozi režo med zvitki zob, se ne bodo zlomili. Zato je v tem prispevku vzpostavljen model heksaedrične vezi za materiale z velikimi delci, model z enim delcem pa za materiale z majhno velikostjo delcev. Slika 1(b) prikazuje model vezave delcev materiala in model FEM valjčnih zob, pri čemer se valjčni zobje vrtijo v nasprotni smeri urinega kazalca.
V modelu vezave delcev se diskretni elementi s prekrivajočimi se kontaktnimi polmeri vežejo, med veznimi elementi pa obstajajo sile vezi in navori. Vezna sila in moment sta določena s premikom. SLIKA . 2 prikazuje vezni diagram delcev i in j, v katerem je premik večinoma predstavljen z razmerjem med hitrostjo in časom. Kjer sta Fn in F normalna sila oziroma tangencialna sila; Tm in T sta normalni in tangencialni moment; A je kontaktna površina, za A=π; J je vztrajnostni moment, J=0.5π, m je vezni polmer; S. in S sta normalna in tangencialna togost; Je časovni korak; In 4 sta normalna in tangencialna hitrost; In sta normalni in tangencialni kotni hitrosti. Ko so normalne in tangencialne napetosti med delci večje od nastavljenih vrednosti, je vezno razmerje diskretnih elementov poškodovano [, kot je prikazano v enačbi (2): x