基于离散元法的非球形原砂颗粒堆积特性研究

摘要

在基于微滴喷射的砂型喷墨打印工艺中,砂粒铺展过程对制件的打印精度具有重要影响,故对砂堆的堆积特性进行基于离散元法的仿真研究。首先针对砂粒复杂形状和不对称性,采用了一种近似模拟8种典型砂粒形状的多球体建模方法,并给出了相应的力学模型;然后基于EDEM软件进行了不同形状颗粒随机混合生成,模拟了不同圆筒和底盘尺寸的休止角试验装置及颗粒不同形状对休止角的影响。仿真和实验结果表明休止角试验装置的尺寸选择和颗粒形状分布对颗粒堆积特性具有重要影响;当圆筒直径为2.5 mm,底盘直径为3.5 mm时休止角随装置尺寸变化最小;杆状颗粒比片状颗粒流动性好,片状颗粒所占比例增加使砂堆休止角变大。