婴幼儿奶粉压缩模型参数标定及受力分析

为研究块状奶粉压缩过程中的受力状态,本试验以市售婴幼儿配方奶粉为对象,休止角试验为基础,利用EDEM软件依次根据Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验,研究粉体颗粒接触参数和模拟休止角之间的回归模型,确定最优接触参数,并研究离散元压缩仿真模型中块状奶粉压缩量变化趋势、表面颗粒与上冲模接触力链分布、断面颗粒间接触力链分布。结果表明,奶粉颗粒间的静摩擦系数为0.359,奶粉颗粒间的滚动摩擦系数为0.099,奶粉颗粒-不锈钢静摩擦系数为0.125。块状奶粉的仿真压缩量与真实压缩量变化趋势基本一致,表明非线性粘结弹性塑形接触(EEPA)模型能够较好地模拟奶粉压缩过程。当压力达到2500 N时,块状奶粉表层颗粒由于无法分载压力产生破碎的可能性高,并且具有由表及里的破碎趋势,与对块状奶粉抗压强度分析结果一致,该离散元压缩模型可以较好地表征奶粉压缩过程中的受力情况。本研究结果为块状奶粉制备工艺参数选择提供了理论依据。