基于EDEM的核桃壳仁混合物振动筛分级工艺优化

为提高核桃壳仁混合物的分级效果,对现有核桃壳仁混合物分级设备进行三维实体建模,利用EDEM软件模拟核桃壳仁混合物的分级过程,以筛面上物料的运动速度、质量以及各等级颗粒在统计区域的数量为指标,以振幅、振动频率、振动方向角、筛面倾角为考察因素,对振动筛分级工艺进行优化。结果表明:在振动频率12 Hz、振幅5 mm、振动方向角45°、筛面倾角4°的工艺参数组合下,各等级核桃壳仁的透筛率最高,分级效果最好。

基于EDEM-Fluent耦合仿真的射流式挖藕机设计与优化

为解决大面积的浅水藕田地区的莲藕采收机执行部件高压喷头的个数较多,容易出现各喷头间流速差过大的现象,导致莲藕采收率的下降和莲藕品质的参差不齐的问题,对莲藕采收机射流系统执行部件进行优化。喷头作为执行机构的重要组件,其射流的稳定性对莲藕采收的效率以及冲刷效果有着重大的影响。为揭示高压喷头的连接工艺和喷头形状、口径对射流稳定性的影响,基于EDEM-Fluent软件对内部流场进行环境建模以及对执行部件的喷头进行耦合仿真模拟。试验发现:改变喷头的形状增加倒角,调整各喷头出水口直径到恰当的差值对喷头出水稳定性有明显的改观,流速波动标准差由0.164 m/s改变为0.020 m/s;平均挖掘深度由33.50 cm改变为36.07 cm,挖掘深度标准差由1.71 cm改为0.69 cm。

基于EDEM的茶叶平面圆筛机仿真模拟与参数优化

为解决茶叶的筛分精加工机械设备技术落后的问题,采用EDEM对茶叶平面圆筛机的筛分过程进行仿真模拟分析,以筛分效率和误筛率为评估指标,设计单因素试验验证仿真结果。采用筛分效率和误筛率为性能指标,设计正交试验得出其主要技术参数的回归方程,并利用MATLAB软件对筛网水平倾角、曲柄曲距和筛床转速等主要技术参数进行优化,最佳参数组合为筛网水平倾角5.9°,曲柄曲距37 mm,筛床转速195 r/min。试验结果表明:在最佳参数组合下,平面圆筛机的实际筛分效率和误筛率与仿真结果误差分别为1.89%和1.83%,说明仿真参数的可靠性。研究为提高茶叶平面圆筛机的筛分性能提供参考。

基于EDEM仿真玉米高位投种结构参数分析与试验

为解决育种小区玉米高位投种过程中播种质量和粒距均匀性普遍较差等问题,针对排种器与导种管相对位置对粒距均匀性的影响进行了研究分析。通过对投种过程的理论分析,得出高速作业不同粒距条件会影响种子脱离种盘时产生的水平方向分速度,使得种子在导种管内产生碰撞,导致其排出的轨迹无法预测,播种粒距均匀性也随之下降。利用EDEM离散元分析软件对投种过程进行仿真试验,结果表明:在垂直距离344mm的条件下,150~230mm粒距采用水平距离82mm,230~300mm粒距采用水平距离84mm,能够在满足农艺要求并获得较好的粒距均匀性。进行了台架试验验证,结果表明对比未优化单体,优化后的单体能够获得较好的播种质量,粒距均匀性变异系数最大为12.04%,符合小区玉米精密播种的作业要求。

跨行自走式除草机器人设计及仿真分析——基于EDEM

杂草去除是农业生产中不可避免的问题,因此设计了一种跨行自走式除草机器人,能够同时实现行间和株间除草,且行间除草的同时能够起到深松土壤的作用。通过曲柄摇杆机构实现除草刀的摆动,来避开农作物。利用EDEM软件对固定除草深度和速度下不同入土角度的除草过程进行仿真分析,结果表明:相同除草深度和速度下,除草刀具受力随着入土角度的增大而先减小后增大;行间除草刀具选取45°入土角为最优工作参数,株间除草刀具选取60°入土角为最优工作参数;通过仿真计算土壤蓬松度和土壤扰动系数,得到的结果是土壤蓬松度在10%~40%之间、土壤扰动系数大于50%,符合松土壤扰动效果的评价指标。

基于EDEM的播种单体精准落地位置预测方法研究

播种精准化、数字化是粮棉作物生产过程智能化管理的基础,精确的单体落种位置可以为农作物生产管理提供数据支撑,并极大地提高农机作业效率。为此,对玉米种子在排种盘和导种管中的受力情况进行分析,提出了落种点位置精准预测动力学模型。以2BMQF-5/10型全还田防缠绕免耕施肥指夹播种器为模拟原型,采用SolidWorks建立传送带与导种管模型,运用EDEM完成玉米种子模型的非球形颗粒填充和种子从进入导种管到落地全过程的仿真模拟实验。将实验获得的数据值与计算值进行分析研究,得到整机作业的前进速度和导种管高度对落种位置的预测规律,并对导种管的物理形态进行改进。研究结果表明:所提出的方法能够有效地预测落种位置,为结合定位系统计算落种绝对位置和后期精准作业管理提供了技术支撑。

浅析基于EDEM仿真的陈腐垃圾滚筒筛建模和参数优化

针对陈腐垃圾滚筒筛分设备设计条件模糊、工作参数过度依赖工程经验的问题,利用EDEM软件模拟了陈腐垃圾滚筒筛的筛分工作过程,并对滚筒筛进出料进行粒径级配试验,按照粒径级配和成分分析实验结果进行陈腐垃圾颗粒建模,分析了各参数对滚筒筛筛分效率的影响,综合考虑筛分效率和过筛时间,确定了滚筒筛的最佳工况。

基于EDEM的膨化饲料离散元参数标定及其破碎机制研究

针对膨化饲料破碎机制尚不明确,难以通过优化加工机械的关键结构、运行参数来降低膨化饲料破碎率的实际问题。本试验以膨化饲料为研究对象,应用EDEM软件建立了膨化饲料离散元模型,结合离散元黏结参数(单位面积法向刚度、单位面积剪切刚度、临界法向刚度、临界剪切刚度)测试与标定试验,确定了膨化饲料离散元黏结参数的临界法向刚度、临界剪切刚度的取值分别为10.86、2.31 Mpa,单位面积法向刚度、单位面积剪切刚度的量级范围分别为[1010,1011]、[109,1010];二次正交旋转组合试验表明,当单位面积法向刚度、单位面积剪切刚度的取值分别为1.52×1010、4.16×109 N/m3时,仿真模型的挤压、剪切破碎力与实际破碎力之间的误差均在5%以内,标定结果合理;膨化饲料破碎过程分析结果表明,饲料样本承受剪切力的能力较差,承受挤压力的能力较强,但受剪切时不会产生粉末。本研究可为设计膨化饲料加工机械及运行参数的设定、降低膨化饲料破碎率提供理论参考。

基于EDEM仿真的溜槽防冲击研究

为减小溜槽下落煤炭对下部承载设备的冲击,文中设计一种具有防冲击结构的新型溜槽,该结构具有减速轮和减速挡板2个减速装置,可以快速降低煤炭运行速度,减小下落煤炭冲击力,采用Solidworks建立溜槽的三维模型,通过EDEM-MBD耦合建立了不同煤炭在溜槽中的动态过程,以Hertz-Mindlin接触模型对不同煤炭下落过程进行了数值模拟分析,得到不同煤炭在下落过程中的速度和冲击力变化曲线,验证了防冲击结构的合理性。

基于EDEM和ANSYS联合仿真的格宾石笼护岸施工分析

格宾石笼挡土墙属于柔性结构,施工过程中变形和沉降过大容易导致平整度和高程超验收规范要求。采用离散元仿真软件EDEM和有限元仿真软件ANSYS联合仿真,对格宾石笼本身及内部散粒体系的受力、变形进行研究。石笼网箱受力具有较复杂且随机性大的特点。以研究石笼网箱的土压力为着手点,就石笼护岸变形过大的问题,提出石笼护岸墙前一定范围采用料石码砌;就沉降过大的问题,提出预留沉降或增加网箱高度。解决措施效果显著,研究成果可为类似项目提供借鉴。

基于EDEM不同材料箕斗耐磨衬板仿真分析

利用EDEM离散元仿真软件对不同材料箕斗衬板磨损情况进行模拟仿真分析,建立合理的磨损计算模型,预测箕斗衬板使用寿命,对箕斗衬板选型、煤矿主井提升及装载系统改造等具有重要的理论指导意义及工程应用价值。

基于EDEM的采煤机冲击截齿截割特性研究

为了解决采煤机在硬质煤层截割时截齿磨损大、截割效率低的问题,提出了一种新的基于液压驱动的冲击预裂型截齿,利用仿真分析的方法对有截齿冲击和无截齿冲击情况下的截割滚筒截割特性进行了研究。结果表明,在采用新的冲击截齿后采煤机的截割效率提升了20.34%,截齿的截割力提升了20%,极大地提升了采煤机的截割效率和经济性。

基于EDEM的物料转载对中接料技术探讨

针对散料输送系统中物料转载流动的特点,提出了多种物料转载对中接料技术。建立了物料转载对中接料仿真模型,通过EDEM软件仿真,验证了所述物料转载对中接料技术的可行性;通过将多种物料转载对中接料技术结合,并基于物料速度和物料轨迹等参数设计出一种可靠性较强的转载对中溜槽结构,该结构可减小物料对中部转载装置及输送带的冲击,解决了物料偏离下级输送机中心和输送带跑偏问题,有效地延长了设备寿命,具有实际的工程应用价值。

基于EDEM截齿自旋转性能研究

为了研究镐形截齿的自旋转性能,针对普通镐形截齿和肋式镐形截齿进行了离散元仿真。通过在SolidWorks三维制图软件中对2种镐形截齿进行了建模,利用EDEM仿真软件对被截割的煤岩体进行了建模和参数设置,对2种截齿进行了截割煤岩体的仿真,通过分析截割过程中的切屑流出情况、截割过程中颗粒的流向以及截割过程中的受力情况,结果表明肋式镐形截齿的自旋转性能优于普通镐形截齿。

基于EDEM的容器结构对振动分选效果影响的研究

振动分选在现在农业生产和工业生产中具有十分广泛的应用,相关学者对振动方式及振动参数对振动分选效果的影响进行了较多深入的研究,而对振动分选容器内部结构对振动分选效果的影响则研究较少。针对这一问题,对相同外形、不同内部结构的容器对振动分选效果的影响进行了研究。运行数值模拟方法,设计了三种具有相同外形、不同内部底面凸起的振动分选容器,采用三种容器在相同的振动方式下分选相同的颗粒,得到三种内部不同结构容器的振动分选效果,并对分选结果进行分析,结果表明:适当设计容器底部横筋从而增大与颗粒的接触面积对分选具有积极意义。

基于EDEM的散体物料运输过程中物料粒径放大倍数对料流的影响研究

文中采用离散单元法,使用EDEM软件研究了竖直埋刮板卸船机物料运输过程中物料颗粒半径放大倍数对物料质量流量、料流速度和颗粒总数的影响。经过对比发现,颗粒半径的放大对于物料的质量流量、料流速度的影响基本可以忽略,因此对于主要关注点在质量流量和速度等物理量的仿真可以通过放大颗粒半径减少计算量。颗粒半径放大倍数在3倍以内时,颗粒的数量会大幅降低,大于3倍后颗粒数量的降低幅度会放缓。研究结论为相关仿真提供了相应的参考。

基于EDEM仿真技术物料转载过程的离散元分析

为解决散料输送行业中散状物料转载时产生的跑偏、堵料、撒料、扬尘等问题,提升转载系统寿命,适应环保要求,采用数学建模和EDEM仿真技术,模拟分析物料在转载过程中的流动姿态、皮带上的堆积状态、输送量大小和不同湿度状态下的流速。通过仿真得到物料在不同湿度状态下转载过程中跑偏、堵料等问题的原始数据,为转载系统的优化设计提供理论依据。

基于EDEM的大豆侧窝排种器的设计与试验

为满足目前大豆单粒精密播种的农艺需求,设计了一种大豆侧窝排种器,并对其基本结构和工作原理进行了分析。以中黄13种子为研究对象,利用仿真软件EDEM 2.6对大豆侧窝排种器的性能进行了仿真试验,结果显示:排种器转速对单粒率、重播率和漏播率均有着重要影响,排种器转速为30r/min时的单粒率、重播率和漏播率分别为96.67%、2.25%和1.08%。台架验证试验结果显示:当排种器转速为32r/min时,各项指标综合最优,单粒率、重播率和漏播率分别为96.21%、2.13%和1.66%,均符合排种器排种标准。研究结果表明:应用EDEM软件分析大豆侧窝排种器的工作过程是可行的,能够为排种器的设计与优化提供理论依据。

基于EDEM-RecurDyn的玉米指夹式排种器振动特性分析与优化

为降低振动对指夹式排种器排种性能的影响,设计了一种具有辅助夹持结构的玉米指夹式排种器,阐述了指夹式排种器工作原理,并对辅助夹持的指夹和种盘等各关键构件结构进行了优化设计,建立了指夹夹持动力学模型。运用RecruDyn软件建立排种器虚拟样机模型,基于玉米籽粒特性在EDEM软件中构建玉米籽粒颗粒,通过EDEM-RecurDyn耦合仿真模拟了振动条件下排种器充种、携种及排种过程,分析对指夹式排种器排种性能影响的主要因素。最后结合台架试验,选取排种器作业速度、振动幅值和振动频率为试验因素,以排种器合格指数和漏播指数为试验指标进行排种性能试验验证。研究表明,指夹打开28.65°夹持玉米籽粒时,符合指夹式排种器在振动条件下的运动过程,耦合仿真分析结果与指夹式排种器实际运动过程基本一致,夹持过程中指夹和种盘共同配合下能够有效降低振动对排种器夹持性能的影响,满足设计要求;当作业速度为3.8 km/h、振动幅值为5 mm、振动频率为32.52 Hz时,排种器合格指数和漏播指数分别为91.0%、6.68%,排种器台架验证试验得出该参数组合下排种器排种合格指数为和漏播指数分别为90.0%、7.1%,与理论优化值非常接近,证明辅助夹持结构在排种作业中可以保持较好的稳定性,使得排种器具有良好的排种效果,满足精密播种作业要求,为玉米精密播种装置的改进设计提供参考。

基于EDEM的大豆窝眼轮式排种器优化设计与试验

为提高现有窝眼轮式排种器对黄淮海地区大豆品种的适应性,对窝眼结构进行改进设计。利用EDEM仿真软件对优化设计后的排种器进行仿真,通过三因素二次旋转正交组合试验,分别选取型孔数量、窝眼轮转速、毛刷与窝眼轮转速比3个因素探寻排种器最佳参数组合。采用方差分析得出了窝眼轮转速、毛刷与窝眼轮转速比、型孔数量对排种器排种性能试验影响显著,影响合格指数的主次顺序为型孔数量、窝眼轮转速、毛刷与窝眼轮转速比。利用响应面分析直观分析了各影响因素相互作用对合格指数的影响程度,并通过响应面BBD模型优化确定了排种器最佳参数组合为窝眼轮转速40.89r/min、转速比1.71、型孔数量13.82。选取排种器窝眼轮转速为41r/min,转速比为1.7,型孔数量为14进行验证试验,得到合格指数为98.83%,满足大豆排种器作业要求。