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多尺度内聚颗粒模型破碎过程研究被引量：8: 2020年; 岩石破碎过程涉及到多个变量(应力、应变和孔隙率等)变化和裂纹的产生、拓展和聚集,是研究岩石破碎机制的重要途径。为了克服现有研究中岩石颗粒模型未考虑岩石内部特征问题,针对岩石内部颗粒非均匀分布、聚集的特点,开展了岩石轴压破碎试验和岩石岩相分析试验,并在此基础上,构建符合真实岩石内部特征的多尺度内聚颗粒模型。根据离散元的颗粒黏结模型(BPM)理论,求解了多尺度内聚颗粒模型不同粒级颗粒间黏结键的力学关系,发现与二级颗粒形成的黏结键断裂判据为σ2≥2 GPa,三级颗粒之间形成的黏结键断裂判据为σ3≥6 GPa,并基于该判据建立了用于模拟颗粒模型破碎的演化模型。通过模拟轴压破碎试验,破碎演化模型可以从细观角度得到颗粒模型各颗粒间黏结键承受力的实时变化和岩石破碎过程中黏结键从外而内的断裂顺序;从宏观角度得到岩石内部裂纹呈V形从上表面两端延伸并相交于岩石中部。通过与岩石轴压破碎试验结果对比发现,模拟试验得到的岩石裂纹特征与岩石轴压破碎试验结果相似,验证模型的可靠性,实现了从细观和宏观角度分析岩石破碎过程。; 蔡改贫宣律伟张雪涛郭晋; 关键词：细观力学

基于响应面法的球磨机磨矿能耗分析被引量：11: 2017年; 基于离散元方法,分析了球磨机筒体内钢球与物料在抛落过程中的运动特性。利用离散元软件EDEM及其二次开发,以球磨机磨矿过程中的机械能耗为评价指标,将转速率、物料填充率、料球比、球磨机内衬板个数作为影响因子进行仿真实验,通过响应曲面法(RSM)建立了球磨机磨矿能耗预测模型,并进行了实验验证。结果表明:能耗预测模型可靠,预测结果与实验结果吻合;各因素对球磨机磨矿能耗的影响程度为:转速率>衬板个数>物料填充率>料球比;球磨机最佳工作参数为:转速率0.96,衬板个数12,物料填充率0.45,料球比1.15。; 郭晋李臣姜志宏蔡改贫; 关键词：球磨机能耗离散元响应曲面法

非规则外形内聚颗粒模型的构建及其破碎能分析被引量：4: 2017年; 考虑矿石的非规则外形、内部不同组分及其之间的力学特性,基于离散元数值分析方法、离散元软件EDEM及其二次开发,构建一种多尺度非规则外形内聚颗粒模型;利用颗粒模型在剪切挤压破碎机中对矿石破碎过程的破碎能耗特性进行分析。结果表明,破碎能与剪切挤压破碎机的加载方式有密切关系,在内锥振动频率一定时,外锥的转速越快,破碎能越大;外锥转速一定时,内锥振动频率越高,破碎能越大;矿石破碎越多,破碎能越大;矿石破碎速度越大,破碎能增长越快;矿石破碎速度减少,破碎能随之减小。; 李臣姜志宏郭晋郭进山; 关键词：离散元矿石破碎二次开发

异形多级颗粒模型的数值模拟试验与破碎实验被引量：4: 2019年; 针对3种形状的岩石样本进行3D扫描,得到岩石外形的云点数据,构建了异形岩石几何模型;结合高倍显微镜观测的岩石岩相,定义了岩石颗粒间的粘结模型和接触模型,建立了异形多级颗粒的力学模型;基于EDEM软件,在振动慢剪破碎试验机上进行数值模拟试验,并统计岩石破碎后的岩石产率。经与破碎实验结果对比分析后的结果表明:岩石粒度分别在<4、<8、≥8 mm时,数值模拟试验与破碎实验得到的岩石产率与外锥转速的关系曲线趋势基本一致;破碎机在外锥转速为45 r/min、内锥频率为40 Hz时岩石产率最大、破碎效果最佳;数值模拟试验与破碎实验的相关系数分别为0. 95、0. 97和0. 97,建立的异形多级颗粒模型能够较好地模拟岩石破碎机理。; 蔡改贫郭晋李臣宗路; 关键词：数值模拟试验粒度

立轴冲击式破碎机导料板数量与破碎性能关联研究被引量：1: 2017年; 根据立轴冲击式破碎机的结构建立转子与破碎腔的几何模型,应用离散元软件EDEM针对不同导料板数量进行仿真研究,探索不同导料板数量与破碎性能之间的内在联系。通过对颗粒运动轨迹及颗粒运动速度进行分析,分别研究了4种转子对颗粒的加速效果影响。结果表明:转子导料板数量为4时,颗粒二次加速后的峰值最高;而导料板数量为5时,高速颗粒所占比例最高,颗粒的破碎动能以及破碎效果最佳。该研究结果对转子结构的设计与工程优化提供新的视角与手段。; 刘道修杨琴朱贤云郭晋张鹏蔡改贫; 关键词：离散元法

基于衬板参数的半自磨机破碎能耗分析被引量：4: 2018年; 为研究半自磨机衬板结构参数对磨矿性能的影响,对半自磨机内部各区域的载荷颗粒进行动力学分析,建立基于衬板参数的半自磨机有用功率数学模型,分析衬板的数量、高度、宽度对破碎性能的影响规律;利用离散元软件EDEM和二次开发对半自磨机磨矿过程进行数值模拟,分析衬板结构参数对粘结颗粒(物料)断裂键数量的影响,并通过实验进一步验证了半自磨机有用功率的可靠性及最佳衬板结构参数的准确性。结果表明,当半自磨机衬板数量为32,高度为17 mm,宽度为20 mm时,磨矿性能最佳,与模型的分析结论相符。; 宗路郭晋蔡改贫肖贤煌王俊; 关键词：半自磨机数值模拟

基于多尺度内聚颗粒模型的轴压破碎过程研究: 2020年; 针对岩石内部的非规则特性,利用高倍显微镜观察分析岩石内部的几何特征,构建岩石的分级颗粒模型,并结合离散元思想确定各级颗粒之间的力学关系;采用离散元软件EDEM,对柱状岩石的分级颗粒模型进行轴压破碎试验模拟,从宏观和细观角度分析岩石的破碎过程。模拟结果与轴压破碎试验进行对比,得出:岩石内部存在部分聚集现象,粘结键强度决定颗粒承载力,所构建的岩石内部特征多尺度内聚颗粒模型可以很好地描述岩石动态破碎过程中微裂纹的生成与扩展,实现了岩石破碎过程可视化。; 蔡改贫年顺郭晋; 关键词：数值模拟

基于ADAMS-EDEM耦合的振动慢剪挤压破碎机动力学分析被引量：2: 2017年; 振动慢剪挤压破碎机是一种超细破碎设备,矿石进入破碎腔内,由镶嵌衬板内锥的正弦振动和外锥转动组成剪切、挤压复合破碎。简化破碎机系统,着重考虑内锥的运动,利用Lagrange方程建立系统6自由度运动数学模型。基于该运动数学模型在动力学软件ADAMS中建立破碎机参数化模型,利用ADAMS/vibration与离散元软件EDEM耦合进行数值模拟。研究了破碎机系统模态特性和外加激振频率对破碎机破碎力及破碎效果的影响。结果表明,破碎机系统模态为8阶时,模态振型对破碎过程最有利;当外加激振频率为75Hz时,振动慢剪挤压破碎机的破碎力获得极大提高,矿石破碎速率提升,矿石粒度更细。; 李臣姜志宏蔡改贫郭晋

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郭晋