离散元法在矿石破碎中的应用研究进展

离散元法(Discrete Element Method,DEM)是一种非连续介质力学数值计算方法,已被广泛应用于矿物加工破碎过程的研究,用于分析和求解离散系统中颗粒的运动规律、碰撞和破碎特性,为研究矿物的破碎机理、优化破碎设备的工作参数和机械结构提供了重要的理论研究手段。介绍了离散元法数值模拟技术中两种用于模拟矿物颗粒破碎的仿真模型:键合粒子模型(Bonded Particle Model,BPM)和颗粒替换模型(Particle Replacement Model,PRM),并对两种模型的基本原理、模型缺陷、优化进展及应用进行了概述,综述了利用DEM研究圆锥破碎机、颚式破碎机、冲击式破碎机、反击式破碎机等各类破碎设备在不同矿物特性、设备结构以及工作参数影响下的破碎性能表现的研究进展,讨论了DEM在碎矿研究领域存在的优势及局限性,并提出了基于DEM研究矿物破碎问题的发展方向。

基于离散元法的研磨参数优化及仿真研究

卧式砂磨机在研磨时,被磨物料在分散盘与研磨内筒之间的间隙之间运动,通过与研磨介质、分散盘、研磨内筒之间产生高速的碰撞、挤压从而产生破碎。基于离散元法对砂磨机的研磨破碎颗粒过程进行数值仿真,讨论分散盘转速以及研磨介质球大小对破碎效率的影响,并进行正交试验和极差分析。经分析表明:转速对研磨破碎效果更大,随着转速上升,颗粒破碎效果也随之上升,但当转速达到一定的值后,其提升效果将不再明显;选用了几种不同的研磨介质球粒径,当粒径为4.5 mm时的表现最优。考虑到系统的稳定性以及加工成本,经过交叉试验得出最优参数为选取4.5 mm氧化锆珠球、分散盘转速600 r/min,为提高卧式砂磨机生产效率提出一定的参考依据。

基于离散元法的高压辊磨破碎仿真研究

基于离散元方法,采用单轴压缩试验校核了矿石离散元模型的微观参数.利用EDEM软件二次开发出矿石的替换程序,将特定区域的单个矿石颗粒替换为由bond键连接的颗粒团,模拟了高压辊磨机在不同转速下矿石破碎的过程,发现其对矿石破碎效率及高压辊磨机辊轮受力影响较大.

基于图像处理的烟片建模方法研究

针对多物理场耦合过程中,烟片模型精度低、利用相似几何体替代的问题,提出了一种基于MATLAB图像处理与EDEM软件相结合的烟片建模方案。对于颗粒替换时坐标的提取问题,构建了基于图像处理的算法模型,利用烟片图像像素值对烟片坐标特征进行提取。采用3种不同建模方案,将改进的建模方案与直接采用EDEM软件进行颗粒压模的方案进行对比分析。结果表明,提出的3种建模方案结果误差均在1.5%之内,较之前的压模方案精度有很大提升,且颗粒真实半径取值与单个像素值的比值越接近1,烟片模型精度越高。此方案有效解决了烟片建模利用其它相似几何体替代的现状,满足企业向精益化生产转型的发展目标。