基于偏心双刚体振动磨的刚散耦合机理研究

摘要

对于高能耗产业方面的研究的继续进行是我国实现经济可持续发展的必然选择。其中，基于振动磨的刚散耦合特性的研究是磨机进一步优化改善、节能降耗的一个方面。与此同时，对于物料破碎的研究在国民经济中同样也占有很重要地位，由于物料颗粒具有离散性和复杂性，使得关于这方面的研究较少。而振动磨内部低能量区的存在，则造成了产品粒度分布不均与，限制了磨机的大型化。因此关于磨机和物料的研究具有现实意义。
　　离散元理论为研究磨机-物料耦合提供了理论支持，本文基于离散元理论和岩石破碎机理，采用离散元软件PFC3D对磨机破碎岩石的过程建模，以完整仿真振动磨破磨岩石物料的过程为目的。从岩石物料入磨到物料破碎的整个过程中，分别研究了磨介小球的运动状态和受力情况、粉磨实验、磨机的运动轨迹和受力分析、振动磨能量分布和有用功率、以及岩石破碎情况。从破碎力、产品粒度、粘接键断裂的个数、颗粒的速度和受到的作用力五个方面进行分析，得出了以下结论：
　　(1)建立的仿真模型切实可行，通过 PFC3D建模得到的磨机能量分布情况和实际相近；
　　(2)岩石物料受力、积聚能量主要在竖直、水平两个方向，积聚能量到因打破平衡而破碎的情况也与机理相近；
　　(3)用于物料破碎的能量主要为边界功、动能、体能和摩擦能；
　　(4)裂纹空间分布有拉、剪两种裂纹，物料破碎具有高速的冲击力。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 物料破碎机理初探

1.4 离散单元法在磨机上的应用

1.5 课题主要研究内容

第二章 离散单元法的应用

2.1 离散单元法基础理论

2.2 离散单元法的基本方程

2.3 离散单元法应用领域

2.4 离散元仿真软件PFC3D及基本假设

2.5 离散单元法的时步选取

2.6 本章小结

第三章 岩土材料破碎机理

3.1 岩土材料破碎机理

3.2 岩土材料破坏准则

3.3 岩石材料破碎功耗学说

3.4 本章小结

第四章 偏心双刚体振动磨的实验分析

4.1 偏心双刚体振动磨及其实验参数

4.2 磨球的运动状态及振动磨的受力分析

4.2 偏心双刚体振动磨粉磨实验

4.3 偏心双刚体振动磨振动轨迹分析

4.4 本章小结

第五章 偏心双刚体振动磨的离散元分析

5.1 偏心双刚体振动磨PFC3D建模

5.2 偏心双刚体振动磨的DEM仿真分析

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢