基于EDEM的振动筛分数值模拟与分析.pdf

《基于EDEM的振动筛分数值模拟与分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第27卷2011年第5期5月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．27No．5May．2011117基于EDEM的振动筛分数值模拟与分析李洪昌，李耀明※，唐忠，徐立章，赵湛(江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室／江苏省重点实验室，镇江212013)摘要：为了寻找振动筛的最佳运动学参数(振幅、频率、振动方向角)，达到提高透筛效率并减少清选损失的目的，利用EDEM软件，对振动筛分过程进行数值模拟，得}“在其他条件一定的情况下，随着振幅和频率的增加，物料沿筛面后移的速度增加，同时透筛效率增高

2、，在振幅40mm时和频率6Hz时出现筛分损失；随着振动方向角的增大，在25。到450范围内，物料沿筛面后移的速度增加，在45。时达到最大，超过450之后，物料沿筛面后移的速度逐渐降低，而透筛效率在35。时最高，超过35。，透筛效率逐渐降低。模拟结果与试验测量结果总体趋势基本吻合，这表明了利用EDEM进行数值模拟的正确性和可行性。关键词：清选，数值模拟，试验，振动筛分doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2011．05．019中图分类号：$226．5文献标志码：A文章编号：1002—6819(201

3、1)一05-oll7一05李洪昌，李耀明，唐忠，等．基于EDEM的振动筛分数值模拟与分析[J]．农业工程学报，2011，27(5)：117--121．LiHongehang，LiYaoming，TangZhong，eta1．NumericalsimulationandanalysisofvibrationscreeningbasedonEDEM[J]．TransactionsoftheCSAE，2011，27(5)：117—121．(inChinesewithEnglishabstract)0引言振动筛筛面上物料的运

4、动状态直接影响着物料的透筛效率和处理能力，通过研究筛面上物料的运动规律，认识物料在振动着的筛面上的运动机理，在此基础上寻找振动筛的最佳运动学参数(振幅、频率、振动方向角)，从而达到提高透筛效率、降低能耗和减少清选损失的目的【1·21。离散元法(distinctelementmethod，DEM)是由CUNDALL提出的一种处理非连续介质问题的数值模拟方法，其理论基础是结合不同本构关系的牛顿第二定律，采用动态松弛法求解方程．经过近40年的发展，离散元法已在许多散体物料处理领域得到了成功的应用，但应用于筛分作业才刚刚起步

5、【3{】。EDEM是世界上第一个使用最先进的离散元技术进行颗粒系统仿真和分析的通用CAE软件。它可以快速、简便地建立颗粒系统的参数化模型，添加颗粒的力学性质、物料性质和其他物理性质。EDEM能够管理每个颗粒的信息(如质量、温度和速度等)以及作用在其上的力，同时EDEM还提供了非常强大的后处理功甜9】。本文利用EDEM，对振动筛在不同振幅、频率收稿日期：2010-07．20修订日期：20104)8．11基金项目：国家自然科学基金资助项目(50875113，50805068)，“863”计划资助项目(2010AAl014

6、02)，江苏大学研究生创新计划项目(CX09B06XZ)，江苏省农业装备与智能化高技术研究重点实验室项目(BM2009703)作者简介：李洪昌(1973一)，男，山东东明县人，博士生，主要从事农业机械设计及理论。镇江江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室／江苏省重点实验室，212013。Email：sxlhch@163．com※通信作者：李耀明(1959一)，男，教授。博士生导师，主要从事农业装备关键技术的基础理论及产品的开发研究工作。镇江江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室／江苏省重点实验

7、室，212013。E砌：ymli(1ha8．cdlL∞和振动方向角的情况下进行了数值模拟和分析，得到了振幅、频率以及振动方向角对振动筛分过程的影响。1振动筛模型’物料进入清选装置后，在筛面上做前后的往复运动，借以获得更多的机会通过筛孔。振动筛一般由筛面、吊杆组成的四杆机构和曲柄连杆机构构成，如图1所示。曲柄的回转中心D与筛架连杆连接点D’的连线的延长线DD7方向(S方向)为筛子的振动方向，曲柄在左侧与DD，重合位置为曲柄运动的起始位置一x方向为筛面的切向，y方向为筛面的法向，G为物料的重力。为了找出影响脱出物沿筛面运

8、动性质的主要因素，假设由筛面、吊杆组成的四杆机构近似为一平行四边形机构。由于吊杆和连杆长度远大于曲柄半径，可近似认为筛子的运动是振幅为，．(，．为曲柄半径)的直线往复运动[10-11J。面注：COt曲柄转角；8为振动方向角；q为筛面倾角：G为重力加速度图1振动筛机构简图Fig．1Mechanismdiagramofvibrating80roel