斗轮堆取料机关键参数离散元仿真研究

为了研究斗轮堆取料机主要参数(料斗个数和斗容)对取料过程的影响,在不同参数下,在离散元软件EDEM中对斗轮堆取料机的挖掘过程进行仿真。分析仿真结果得出:料斗个数和料斗容量对斗轮堆取料机的生产率有明显影响。当DQ10500/6000型斗轮堆取料机斗轮转速为8 r/min,料斗个数为9,料斗容量为1.25m3时,斗轮堆取料机达到最佳经济效应。比较传统理论计算与离散元仿真计算,发现将离散元应用于斗轮堆取料机设计计算具有明显优势。     

新型卸料斗及落料平整堆积仿真分析

为了解决散料转载过程中锥体直方口形卸料斗落料不平整堆积问题,提出了一种可以改变散料流速和流向的新型卸料斗,并以煤炭为例利用离散元方法对煤炭落料堆积过程进行仿真分析,研究了新型卸料斗结构参数对落料效率和落料平整堆积的影响。仿真结果表明,当分料板与侧面夹角为20°时,导料板与水平夹角为40°～45°时散货的落料效率、堆积平整性最好,采用该新型卸料斗进行落料堆积,可以在保证落料效率的同时,实现理想的平整堆积。     

基于EDEM的中心料斗系统优化设计

为进一步降低斗轮堆取料机作业时对地面皮带的冲击以及出现跑遍的情况、减少料斗磨损以及堵料风险,在分析斗轮堆取料机工作原理以及中心料斗中物料运行轨迹的基础上,详细分析了中心料斗系统导致皮带机出现跑偏、堵料的原因,并在此基础上针对性对斗轮堆取料机的中心料斗系统进行优化设计,最后,通过EDEM软件对其优化的结果进行仿真分析,并取得理想结果。     

基于EDEM双立轴振动搅拌机叶片安装角度仿真分析及试验研究

立轴式振动搅拌机叶片安装角对搅拌机搅拌质量及拌和效率有着重要影响,为了确定双立轴振动搅拌机搅拌叶片的较佳安装角度,在Proe中建立叶片搅拌装置虚拟模型,并利用EDEM离散分析法对混合物料搅拌过程进行模拟仿真,对比分析不同物料颗粒的离散系数,最后使用SL100L双立轴振动搅拌机,在其他参数不变的情况下进行不同叶片安装角度以及转速的试验。结果表明搅拌叶片安装角为45°时,物料搅拌离散系数比其他度数时较低且搅拌质量较好,与仿真分析结论一致,因此双立轴振动搅拌机叶片安装角度与一般为45°。     

基于离散元法的立轴冲击式破碎机转子的结构优化

为了改善立轴冲击式破碎机转子对物料的加速效果,采用离散元软件EDEM仿真分析了转子结构对物料加速效果的影响并提出了采用正交试验、离散元仿真和回归分析相结合的方法对转子结构参数进行优化。首先,通过EDEM建立立轴冲击式破碎机转子关键结构参数对物料加速效果影响的仿真模型,设计正交试验方案并进行仿真试验,再运用MATLAB软件对仿真结果进行回归分析,建立以转子抛料速度为衡量指标的物料加速效果与影响因素的关系模型,最后利用该模型对转子的结构参数进行优化,得出当转子直径为830mm、分料锥倾角为17°、导料板安装角度为38°时物料加速效果最好,为立轴冲击式破碎机转子结构的改进设计提供了理论依据。     

基于 EDEM 的输送带动态跑偏仿真分析

针对带式输送机在运输物料过程中由于落料不均易出现输送带跑偏的问题,通过离散元法进行分析。运用单因素控制变量法进行 EDEM 仿真计算,分析了不同落料高度、不同落料速度及不同湿度状态下对物料流在导料槽出料口处速度与输送带跑偏的影响。通过对比与研究发现,物料落料高度、落料速度及物料颗粒湿度对带式输送机转运系统会产生影响,在此情况下单一改变某一参数会降低输送带跑偏趋势。研究发现,在一定条件下输送带跑偏趋势随落料高度增加而增加,也随落料速度增加而增加,但是与物料湿度成相反趋势,即物料湿度增大,输送带跑偏趋势减小。同时需注意物料湿度增加,物料附着导料槽影响下段输送带受料。     

车辆涂装工艺烘干室气幕性能分析及优化设计

对烘干室气幕密封特性进行数值模拟研究,讨论送风速度和角度对气幕密封性能的影响.结果表明,相比上送风式气幕,改进型气幕密封性能较优,其上部喷口送风角度取35°～40°,速度取9 m/s,侧部喷口送风速度取3 m/s,角度取30°～35°时气幕密封性能最佳,密封效率为77.8％.若送风速度过小,无法形成完整气幕,而送风速度过大则存在射流高温气体冲击烘干室底部现象;烘干工件处于气幕喷口时影响气幕墙的形成,进口延长段温度升高36℃,故烘干作业时待烘干工件应置于进口延长段前段.     

基于三维离散元法的沥青混凝土切削过程数值分析

采用试验机对沥青混凝土进行单轴压缩实验,测得沥青混凝土的弹性模量和抗压强度。以沥青混凝土的胶浆理论为基础结合颗粒流软件内置的本构模型建立PFC3D中三维的切削模型并进行虚拟实验校核模型参数。在不同的切削速度、切入角、切削深度和进给速度的切削条件下采用单因素和正交试验法研究刀具受到的切削力。从正交试验分析得出了一组切削力较小的最优刀具参数,此时切削速度v_c=5 m/s、切入角γ_0=45°、切削深度a_p=5 mm、进给速度v_f=1.32 m/min。     

斗轮挖掘机取料过程的离散元仿真分析

采用离散元法对WUD 400/700型输煤斗轮挖掘机的取料过程进行数值模拟,分析了颗粒的运动形态与速度分布、不同进给速度对取料效率的影响、不同铲斗几何结构对工作载荷的影响。结果表明:离散元仿真切屑体积的变化趋势与理论切屑体积的变化过程相符,证实了仿真模型的正确性;当斗轮转速为5 r/min时,斗轮挖掘机分层分段取料作业的最优进给速度为0.35 m/s;椭圆曲面铲斗的工作载荷σP明显小于圆弧曲面铲斗的σP,铲斗前壁的σP小于后壁的σP。本研究显示离散元仿真是分析输煤斗轮挖掘机取料过程的一种有效数值手段,可为斗轮挖掘机进给速度的合理选择、铲斗几何结构的有效改进提供参考。     

气流组织对掘进巷道隔热分流排热降温效果的影响研究

从气流组织的角度对掘进巷道隔热分流排热降温技术的降温效果进行分析。采用FLUENT软件主要模拟了送风速度v为1~5m/s,隔热板与巷道围岩壁的距离B分别为0.2m、0.25m、0.3m以及导流板角度a为15°~75°时巷道内温度的分布规律,分析改变参数v、B及a对掘进巷道隔热分流排热降温效果的影响。结果表明,除了送风速度会影响掘进巷道隔热分流排热的降温效果外,B值和a值也会影响其降温效果。隔热板与巷道围岩壁的距离B最好控制在0.2m左右,导流板角度在30°~45°之间时降温效果最好。     

基于切入工况的自适应巡航控制系统性能测试方法研究

设计了一种基于切入工况的自适应巡航系统性能测试方法,以更好地模拟实际驾驶中前车加塞的情况,并提出了可提高自适应巡航控制系统在切入工况下的驾驶体验的有效建议.介绍了自适应巡航系统系统框架、测试设备、测试场地以及测试工况;采用控制变量法,分别以两车速度差、前车切入纵向距离和前车切入横向速度为单一变量,详细制定自适应巡航系统...     

Investigation on the conveying velocity of a linear vibratory feeder while handling bulk-sized small parts

This paper deals with investigation of the behavior of a linear vibratory feeder, used for conveying small parts. A rotating drum with radial fins is designed and developed for carrying out experimental investigations. A tumbling barrel hopper is used for feeding the components onto the track. Special baffles are used for positioning the parts on the track. A linear vibrator is used for conveying the parts through the feed track. This track can be changed depending on the geometry of the components being conveyed. The parameters affecting the feed rate and conveying velocity are the barrel dimension, amplitude and angle of vibration, coefficient of friction, and the operating frequency. A mathematical model is developed to predict the conveying velocity under the influence of these parameters. It is observed that the actual measured values of feed rate and conveying velocity are in good agreement with those predicted by the proposed model.     

立式浅盆型复合种盘大豆排种器结构设计与参数优化

为满足机械式精密排种器高速作业的要求,以增加充填力的方式对立式圆盘排种器进行改进,设计了一种利用重力与离心力以及种子间相互作用力作为复合力进行充种的双腔立式浅盆型复合种盘机械式精密排种器,并对排种盘的特征参数进行了优化。利用离散元仿真分析软件EDEM对立式浅盆型种盘进行了以排种盘直径、折边倾角、作业速度为影响因素,充填率为性能指标的三因素五水平二次正交旋转组合仿真设计,并运用Design-expert 8.0软件对数据进行了处理,获得了排种盘最优的结构参数组合,同时利用物理样机试验进行了验证。研究结果表明：立式浅盆型种盘的最佳结构参数组合为排种盘直径234mm、折边倾角68°,在8 ~12km/h高速作业时,合格率均能达到90%以上。研究结果为产品定型提供了定量的依据。     

含夹矸煤层条件下采煤机螺旋滚筒工作性能分析与预测

基于Pro/E与EDEM接口技术建立了滚筒与含夹矸煤层耦合模型并进行模拟截割仿真,利用单因素试验法分析了煤岩体物理和力学性质、叶片螺旋升角、截齿排列方式、采煤机牵引速度、滚筒转速对滚筒受载大小、载荷波动情况、截割比能耗、装煤效果的影响趋势。利用遗传算法反传递(GA-BP)网络对螺旋滚筒截割性能及装煤效果预测的最大相对误差分别为3.12%和3.26%。基于Workbench分析了典型工况下不同结构螺旋滚筒所受应力大小及分布情况,确定了不同煤层赋存条件下优先选用的滚筒。基于EDEM的模拟仿真为螺旋滚筒在不同煤层赋存条件下结构参数和运动学参数的优选提供了支撑,基于GA-BP网络的滚筒性能预测为选取、设计高效螺旋滚筒提供了更快速、可靠的技术手段。     

端铣刀切入过程应力场有限元分析

断续切削中脆性刀具易在切入工件的初始阶段发生破损.文中采用有限元软件DEFORM,对端铣刀在不同切削参数条件下切削碳素钢的切入过程进行仿真,以确定铣刀切入过程所受的载荷;然后分析切削参数对刀具应力的影响,确定切入过程刀具的应力变化及分布,为建立合理的铣刀切入破损预测模型提供参考.     

联合收割机双闭环负荷控制系统的设计

联合收割机是一个高阶时变非线性系统,存在大滞后,工况复杂,简要分析联合收割机数学模型及作业期间可能存在的各种内部、外部扰动。针对收割机负荷控制系统中利用一个控制器综合多个扰动,各参数相互影响,参数调整困难,系统动态性能不够好的问题,提出一种双闭环负荷控制系统,将收割机系统分为行走、作业两部分,分别利用车速闭环和滚筒转速闭环进行控制。车速闭环采用单神经元比例积分微分(Proportion,integration,differentiation,PID)算法,根据车辆行走系统的工况变化不断调整控制参数,尽可能跟踪给定车速。滚筒转速闭环采用直接广义预测控制算法,也可自动适应系统参数和工况的变化,保证滚筒恒定在最佳转速。整个控制算法实时计算量较小,可保证系统具有足够高的实时性。仿真和试验证明双闭环负荷控制系统能获得较高的控制精度和优良的动态特性。     

EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS INTO THE INFLUENCE OF MAJOR OPERATING PARAMETERS DURING MICRO-ELECTRO DISCHARGE DRILLING OF CEMENTED CARBIDE

Present study investigates the influence of major operating parameters on the performance of micro-EDM drilling of cemented carbide (WC-10wt%Co) and identifies the ideal values for improved performance. The operating parameters studied were electrode polarity, gap voltage, resistance, peak current, pulse duration, pulse interval, duty ratio, electrode rotational speed and EDM speed. The performance of micro-EDM drilling process was evaluated by machining time, material removal rate (MRR), relative electrode wear ratio (RWR), spark gap, surface finish and dimensional accuracy of micro-holes. It has been found that there are two major conflicting issues in the micro-EDM of carbide. If the primary objective is to obtain better surface finish, it can be obtained by the sacrifice of high machining time, low MRR and high RWR. However, for faster micro-EDM, the surface roughness is higher and electrode wear is again much higher. It is concluded that negative electrode polarity, gap voltage of 120 V, resistance of 33 Ω, peak current of 8 A, pulse duration of 21 μs, pulse interval of 30 μs, duty cycle of 0.47, electrode rotational speed of 700 rpm and EDM speed of 10 μm/s can be considered as ideal parameters to provide improved performances during the micro-EDM of WC-Co.     

基于CFD-DPM的大规模颗粒-流体系统数值仿真与分析

大规模复杂颗粒-流体系统主要运行参数与多物理场形态的关联机制不清晰,试验研究方法难以对这些运行参数和质量特性之间的耦合关系进行精准描述。为了探究大型立磨运行过程中多物理场耦合工作机理,通过构建粗粒非解析CFD-DPM耦合模型进行数值模拟,分析主要运行参数对立磨流场、颗粒分级、粒度分布以及成品质量的影响,模拟结果与实际工况运行结果吻合度较好,验证了所建数值计算模型能够有效地模拟出大规模颗粒-流体系统的动态选粉过程。结果表明,系统风量与选粉机转速直接影响着立磨离心分级的切割粒径与成品细度,当其它参数不变,随着系统风量增大切割粒径值变大、成品比表面积越小;当只改变选粉装置转速,切割粒径随着转速增大而减小、成品比表面积越大。     

磨削参数对GH4169高温合金磨削表面特征影响研究

采用单因素试验法,使用不同特性的砂轮进行GH4169高温合金的外圆磨削试验,研究了单晶刚玉砂轮和CBN砂轮对GH4169高温合金磨削表面特征中表面粗糙度和表面形貌的影响,分析了各磨削工艺参数对表面粗糙度的影响规律,并分析了单晶刚玉砂轮和CBN砂轮切屑的形态,还检测了磨削加工的表面形貌。结果表明：采用粒度为80、中软级、陶瓷结合剂的单晶刚玉砂轮磨削GH4169高温合金时,其磨削表面粗糙度较小,表面特征较稳定;磨削进给运动轨迹构成了试件已加工表面形貌轮廓的主要特征。在工件速度为8~21.66m/min、砂轮速度为15~30m/s、径向进给量为0.005~0.02mm、纵向进给量为1.3~3.6mm/r范围内,可以保证表面粗糙度Ra在0.14μm以内。     

多轴车辆第三轴电控液压转向系统及其PID控制

为了改善多轴车辆后轴轮胎的磨损,设计了一种第三轴电控液压转向系统。重点研究了该系统的液压执行机构和对中自锁油缸的工作原理,拟合出了符合阿克曼转角定理的第三轴预期转角,建立了电控液压转向系统的模型,设计了分数阶PID控制器并提出了该分数阶PID控制器参数的选取方法,最后进行了仿真分析、台架试验、实车试验。拟合结果表明,第三轴预期转角在车速为10m/s和20m/s时,期望值和实际值的残差平方都在0.16以内,拟合度都在0.985以上。仿真分析结果表明,分数阶PID控制系统比整数PID控制系统具有更小的超调量和更短的调节时间。台架试验结果表明,第三轴预期转角在车速为10m/s和20m/s时,期望值和实际值的误差都在±0.3°以内。由实车试验可以定性看出,安装该第三轴电控液压转向系统比不安装该系统在空载和满载时轮胎磨损情况都有所改善。