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长径比和应变率对海泡石的破碎能耗影响研究

材料导报 2022年第S01期36卷 157-161页

作者：徐长锋周友行肖加其李昱泽易倩湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105 复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心湖南湘潭411105

为了研究长径比和应变率对海泡石的破碎能耗影响,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)对三组不同长径比的海泡石试样在不同应变率下进行动态压缩试验。结果表明:在同种长径比试样中,随着应变率的增加,海泡石试样的应力-应变曲线表现出不同的... 详细信息

为了研究长径比和应变率对海泡石的破碎能耗影响,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)对三组不同长径比的海泡石试样在不同应变率下进行动态压缩试验。结果表明:在同种长径比试样中,随着应变率的增加,海泡石试样的应力-应变曲线表现出不同的变化规律。当长径比相同时,应变率越高,海泡石试样的吸收能越大,使得压碎后的碎块尺寸更小且粉末增多。同等水平应变率下,随着长径比增加,海泡石试样的峰值应力不断减小且吸收能不断增大,破碎形态由劈裂变为压碎。当长径比越大且应变率越高时,海泡石试样的破碎程度越大且破碎效果越好。

关键词：海泡石长径比应变率破碎能耗

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超低品位磁铁矿矿岩破碎能耗优化研究

金属矿山 2023年第1期 181-187页

作者：杜广盛武海龙高云峰陈世江内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区矿业工程重点实验室内蒙古包头014010 乌拉特前旗元大商贸有限责任公司内蒙古巴彦淖尔014400

低品位矿山的矿岩破碎能耗问题是绿色矿山建设中节能减排的重要环节。经典破矿理论中矿岩质量和矿石破碎粒径比是能耗的两个主要影响因素。基于内蒙古地区某露天矿实际情况,为精准有效地降低矿岩破碎能耗,结合破碎功耗学说,采用实验室... 详细信息

低品位矿山的矿岩破碎能耗问题是绿色矿山建设中节能减排的重要环节。经典破矿理论中矿岩质量和矿石破碎粒径比是能耗的两个主要影响因素。基于内蒙古地区某露天矿实际情况,为精准有效地降低矿岩破碎能耗,结合破碎功耗学说,采用实验室测得矿岩力学参数b对矿岩质量进行定量化分析并计算出能耗比,利用不同适用性的能耗公式对多级破碎能耗进行求解,从而分析在各个破矿工序中不同力学性质和粒度的矿岩破碎能耗指标。结果表明:该矿山围岩与矿石力学性质有较大差异,引入力学性质参数b可以有效地表征出能耗差异,提供了优化能耗的依据。针对力学性质差异较大的岩石可以分离后再破碎;在破矿设备和矿岩质量稳定且有多级破碎需求时,矿岩每次破碎粒度差异不宜过大,矿岩初次破碎应至125 mm粒径,后续多级破碎粒度比为40%时能耗较低。

关键词：能耗优化岩石力学性质破碎能耗粒径比废石利用

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基于破碎能耗的粗颗粒料本构模型

岩土工程学报 2012年第10期34卷 1801-1811页

作者：米占宽李国英陈生水南京水利科学研究院江苏南京210029 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098

现有的考虑颗粒破碎的本构模型主要是通过引入颗粒破碎率来反映颗粒破碎对材料力学性质的影响,由于颗粒破碎率只是粗颗粒料在受外荷作用下的一种外部表现,在测定的其它参数中实际上已经包含了颗粒破碎的影响,因此为反映颗粒破碎而引入... 详细信息

现有的考虑颗粒破碎的本构模型主要是通过引入颗粒破碎率来反映颗粒破碎对材料力学性质的影响,由于颗粒破碎率只是粗颗粒料在受外荷作用下的一种外部表现,在测定的其它参数中实际上已经包含了颗粒破碎的影响,因此为反映颗粒破碎而引入颗粒破碎率的方法是不合适的。基于Ueng和Chen剪胀方程,通过分析三轴剪切试验过程中的能量平衡,提出了考虑颗粒破碎的剪胀方程及其参数确定方法。将Rowe剪胀方程和考虑颗粒破碎的剪胀方程分别引入Duncan E-ν非线性模型和沈珠江"南水"双曲服面模型,通过与三轴CD剪切试验成果的对比分析和工程实例的有限元数值分析,表明所提模型可较好地反映材料的剪胀特性。如采用弹塑性模型尚能反映颗粒破碎在增加变形的同时降低了材料的强度等特性,验证了所提模型的合理性和可靠性。与现有的考虑颗粒破碎的本构模型相比,所提模型具有试验工作量小、参数少和参数物理意义明确等优点,便于在工程中推广使用。

关键词：粗颗粒料颗粒破碎破碎能耗本构模型

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颗粒材料破碎能耗分形理论研究

长江科学院院报 2016年第12期33卷 86-90页

作者：王益栋徐永福奚悦上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

大理岩颗粒材料破碎具有分形特征,为了研究颗粒压缩破碎的分形特征,结合大量的单颗粒破碎试验,得出了颗粒破碎粒径分布图,将颗粒破碎的形态特征分为3类,指出破碎形态与颗粒形状的关系。同时根据试验结果,确立了颗粒破碎时的变形与粒径... 详细信息

大理岩颗粒材料破碎具有分形特征,为了研究颗粒压缩破碎的分形特征,结合大量的单颗粒破碎试验,得出了颗粒破碎粒径分布图,将颗粒破碎的形态特征分为3类,指出破碎形态与颗粒形状的关系。同时根据试验结果,确立了颗粒破碎时的变形与粒径的关系,并以此为依据,首次建立了颗粒破碎能耗与分形维数的关系。基于压缩破碎的试验结果得出分形维数,试验选取的颗粒破碎的分形维数D为2.48。所有的结论都建立在试验的基础上,所用假设经过试验结果的验证,与试验结果十分吻合。

关键词：颗粒破碎分形模型分形维数破碎能耗颗粒形状

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基于曲面响应法的预磨机破碎能耗预测

矿业研究与开发 2017年第7期37卷 93-96页

作者：龙小建姜志宏林龙飞江西理工大学机电工程学院江西赣州市341000

为降低预磨机破碎能耗,探讨转盘线速度,介质填充率、球配比、球形度对破碎能耗的影响。利用Design Expert软件中的CCD曲面响应模块,以介质填充率、球配比、球形度为响应变量,以破碎能耗为响应因子,获得了30组实验方案。在实验及结果分... 详细信息

为降低预磨机破碎能耗,探讨转盘线速度,介质填充率、球配比、球形度对破碎能耗的影响。利用Design Expert软件中的CCD曲面响应模块,以介质填充率、球配比、球形度为响应变量,以破碎能耗为响应因子,获得了30组实验方案。在实验及结果分析的基础上,建立了能耗预测模型。求解预测模型得到:当转盘线速度为8.99m/s、填充率为0.27、球配比为0.69、球形度为0.5时,破碎能耗达到最小,此时有效功率为1.306kW。

关键词：预磨机破碎能耗能耗预测曲面响应

基于响应曲面法与离散元法的破碎过程能耗仿真分析

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机械设计与制造 2016年第10期 78-82页

作者：黄鹏鹏李成胡明亮江西理工大学机电工程学院江西赣州341000

以降低破碎机的破碎能耗为目标,建立以PE250*400颚式破碎机为原型的的几何模型及颗粒物料模型,以梯形齿上底边长、动颚板与定颚板的啮角、动颚板的水平行程和动颚板的运动速度等4个因素作为优化变量,根据响应曲面法(RSM)设计原理对其进... 详细信息

以降低破碎机的破碎能耗为目标,建立以PE250*400颚式破碎机为原型的的几何模型及颗粒物料模型,以梯形齿上底边长、动颚板与定颚板的啮角、动颚板的水平行程和动颚板的运动速度等4个因素作为优化变量,根据响应曲面法(RSM)设计原理对其进行分组试验,结合EDEM软件对物料破碎过程中能量的消耗以及断裂键数进行数值模拟。研究结果表明:破碎机破碎过程中单位能耗的破碎效果受梯形齿上底边长、啮角、动颚板的水平行程影响显著,而运动速度则次之,影响程度从大到小排列为动颚板的水平行程、上底边长、啮角、运动速度。另外,破碎过程中最优参数为梯形齿上底边长5mm、动颚板与定颚板的啮角17°、动颚板的水平行程40mm和动颚板的运动速度1m/s。

关键词：响应曲面法 EDEM 破碎能耗仿真

基于离散元法的多尺度内聚颗粒模型构建及冲击破碎能耗分析

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基于离散元法的多尺度内聚颗粒模型构建及冲击破碎能耗分析

作者：余世科江西理工大学

学位级别：硕士

在众多机械破碎方式中,冲击破碎能较好的实现选择性破碎,因而被广泛应用于矿山设备中。由于冲击破碎过程是一个短暂而复杂的非线性动态破碎过程,其破碎机理仍不清楚;目前常采用的有限元法只能预测矿石最易破碎区域,难以模拟矿石破碎过程... 详细信息

在众多机械破碎方式中,冲击破碎能较好的实现选择性破碎,因而被广泛应用于矿山设备中。由于冲击破碎过程是一个短暂而复杂的非线性动态破碎过程,其破碎机理仍不清楚;目前常采用的有限元法只能预测矿石最易破碎区域,难以模拟矿石破碎过程;离散元法常被用于模拟物料在磨机中的运动特征以及静态挤压破碎过程,而采用离散元法构建离散颗粒模型,研究冲击破碎过程机理等方面缺乏全面科学的分析。因此,采用离散元法与实验相结合,通过构建合理矿石颗粒模型,研究颗粒冲击破碎机理具有重要科学意义和实用价值。论文采用实验分析和离散元模拟相结合的方法完成了以下工作:通过双摆锤冲击破碎实验,对矿石破碎后粒度分布及破碎能耗与破碎效果间关系进行了分析;基于离散元分析法,构建了能够用于模拟矿石冲击破碎的多尺度内聚颗粒模型,利用EDEM与ADAMS耦合仿真对模型进行双摆锤冲击破碎模拟,并通过仿真与实验对比,验证了多尺度内聚颗粒模型的合理性。论文的主要研究成果:(1)通过冲击破碎实验发现,矿石碎后粒度分布整体上具有单峰偏正态分布特性,冲击破碎能越大,粒度分布正态特性也越好;利用高斯拟合建立了矿石破碎后粒度分布函数;根据破碎能耗及其破碎粒度分布情况,采用插值函数建立了破碎能耗与破碎粒度分布间关系,并通过实验验证了插值函数预测破碎效果的可行性。(2)利用EDEM平台开发了颗粒工厂插件和黏结颗粒模型插件,结合矿石力学特性、几何特征及碎后粒度分布等,建立了多尺度内聚颗粒模型;通过EDEM与ADAMS耦合,实现了双摆锤冲击破碎过程的模拟,并对比冲击破碎实验与仿真的粒度分布结果,对黏结颗粒模型参数(法向刚度、切向刚度、法向临界应力、切向临界应力等)进行了校核。(3)通过冲击破碎模拟发现,多尺度内聚颗粒模型在冲击破碎过程中具有较明显的弹性变形阶段、塑性变形以及断裂破碎阶段;随着冲击破碎能的增加,黏结键数目在单位时间内断裂越迅速,摆锤破碎力也越大;通过分析仿真破碎后粒度分布、冲击破碎能耗与平均粒度关系曲线发现,仿真结果与实验结果具有较好的一致性,进一步验证了多尺度内聚颗粒模型的合理性。通过以上工作表明,论文建立的多尺度内聚颗粒模型对于模拟矿石冲击破碎过程是可行的;采用离散元法模拟矿石冲击破碎具有良好的应用前景。

关键词：双摆锤冲击破碎 BPM模型粒度分布破碎能耗多尺度内聚颗粒模型

砧板牙型角角度对立轴冲击式破碎机物料破碎能耗的影响研究

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矿业研究与开发 2023年第12期43卷 192-198页

作者：孙可赵丽梅曹振胡育齐汪龙华龙启涛贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025

为了在改善立轴冲击式破碎机破碎效果的同时达到节能降耗的目的,利用EDEM的Bonding模型对物料破碎过程进行仿真,研究不同砧板牙型角角度对破碎能耗的影响规律,提出了以单位能耗断裂键数为评价指标确定砧板牙型角最佳角度的方法。首先,建... 详细信息

为了在改善立轴冲击式破碎机破碎效果的同时达到节能降耗的目的,利用EDEM的Bonding模型对物料破碎过程进行仿真,研究不同砧板牙型角角度对破碎能耗的影响规律,提出了以单位能耗断裂键数为评价指标确定砧板牙型角最佳角度的方法。首先,建立DEM仿真模型,结合相关理论验证模型的可靠性;其次,根据物料流抛射方向选取不同砧板牙型角角度进行试验,分析其对颗粒总断裂键数的影响;最后,通过计算单位能耗断裂键数揭示砧板牙型角角度对破碎能耗及破碎效果的影响。结果表明:在砧板牙型角角度α>112°范围内,随角度的增大破碎效果降低,其能耗也增大;在砧板牙型角角度α≤112°范围内,107°是砧板牙型角的最佳角度,此时破碎能耗较低,颗粒破碎效果也较好。

关键词：立轴冲击式破碎机砧板牙型角角度破碎能耗 Bonding模型断裂键

冲击加载下矽卡岩破碎能耗与块度关系的试验研究

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矿冶工程 2009年第4期29卷 18-20,23页

作者：李启月顾春宏李夕兵王卫华中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 湖南有色黄沙坪矿湖南桂阳424421

破碎能耗、碎块数量和块度间的关系是岩石破碎的一个基本问题。利用SHPB装置及半正弦波加载,对矽卡岩试样进行冲击破碎试验,采用筛分法获得了破碎岩块的块度分布,从而得到了冲击加载下入射能量与矽卡岩破碎能耗之间的关系,以及矽卡岩破... 详细信息

破碎能耗、碎块数量和块度间的关系是岩石破碎的一个基本问题。利用SHPB装置及半正弦波加载,对矽卡岩试样进行冲击破碎试验,采用筛分法获得了破碎岩块的块度分布,从而得到了冲击加载下入射能量与矽卡岩破碎能耗之间的关系,以及矽卡岩破碎能耗、块度分布之间的定量关系。

关键词：岩石破碎试验破碎能耗块度分布