بسبب حجم الجسيمات الكبير وعملية التكسير القصيرةمقاسات معدنية، وآلية الكسر الرئيسية هي فشل الشد والقص، فمن الصعب تحديد حجم الحمولة وتوزيعها أثناء التصميم. في هذا البحث، تم اقتراح طريقة جديدة لتحليل القوة تعتمد على العنصر المنفصل (DEM) والعنصر المحدود (FEM) لتحليل قوة سن لفة المحجمات المعدنية. من خلال تطبيق الأحمال الموزعة، يتم تحسين صحة ودقة حساب قوة سن اللف. تم حساب الحمل الموزع بواسطة برنامج العناصر المنفصلة EDEM. في هذا البحث، مع الأخذ في الاعتبار تأثير الحجم على قوة المادة، تم إجراء اختبار الضغط أحادي المحور واختبار القرص البرازيلي على مواد ذات أحجام مختلفة، على التوالي. وتمت معايرة قوة الضغط والشد للمواد، وتم أخيرًا تحديد معاملات الترابط في محاكاة العناصر المنفصلة. من خلال تحليل نتائج محاكاة العناصر المنفصلة، يتم تحديد الحمل الموزع على أسنان اللف عندما تكون القوة على أسنان اللف هي الحد الأقصى وتحميلها إلى نموذج FEM لأسنان اللف في موضع العمل المقابل في الوقت المقابل في بيئة ANSYS لتحليل القوة. أظهرت النتائج أن حمل الأسنان الدوارة يتوزع بشكل رئيسي في الجزء الخلفي من السن عند أقصى وقت للتحميل، ويوجد تركيز إجهاد في الجزء الأمامي من جذر السن.
في السنوات الأخيرة، مع تطور نموذج الجسيمات ونموذج الاتصال والنماذج الرياضية الأخرى، تم استخدام طريقة العناصر المنفصلة على نطاق واسع وعميق في قياس حجم المعادن. ليجيندر وآخرون. لقد استخدمت برنامج EDEM لمحاكاة تكسير الجسيمات الفردية للكسارة الفكية والتحقق من نتائج تحسين استهلاك الطاقة. كليري وآخرون. "21" اقترحت خوارزمية حساب نموذج استبدال العناصر المنفصلة بناءً على اختبار الوزن المتساقط قبل نمذجة المواد، واستخدمت تقنية محاكاة العناصر المنفصلة لدراسة تأثيرات خصائص المواد والمعايير البيئية على أداء عمل الكسارة المخروطية. يتم استخدام طريقة العناصر المنفصلة (DEM) وطريقة العناصر المحدودة (FEM) بشكل متزايد لتحليل التفاعل بين المواد السائبة أو الهشة وغيرها من التواصل. على سبيل المثال، في تحليل أداء الكسارة وآلة الغربلة وغيرها من المعدات، يتم دراسة الخواص الميكانيكية والحركية للمواد وتأثير المواد على المعدات. في هذا الصدد، قام برنامج العناصر المنفصلة EDEM بتطوير قناة اقتران مع برنامج العناصر المحدودة ANSYS Workbench، والذي يمكنه تحقيق الاقتران أحادي الاتجاه بين العنصر المنفصل والعنصر المحدود. إنها مناسبة للحالة التي لا يكون فيها تشوه المعدات كبيرًا، ولا يكفي للتأثير على الخصائص الميكانيكية والحركية للمادة.
تعتبر قوة الأسنان الدوارة أساسًا مهمًا لتصميم شكل الأسنان وتحسينه. الطريقة التقليدية لتحليل قوة أسنان الأسطوانة تأخذ أقصى قوة سحق للمادة كقيمة ضغط الضغط للتحميل على طرف وظهر أسنان الأسطوانة. في هذا البحث، تم استخدام DEM FEM لتحليل قوة أسنان لفة المقاسات المعدنية. وفقا لظروف الإنتاج الفعلية لمقاسات معدنية معينة، تم إنشاء نموذج DEM-FEM. في EDEM، تمت محاكاة عملية سحق أحجام المعادن وتم استخراج معلومات الحمل للأسنان الملفوفة. تم إنشاء نموذج العناصر المحدودة لسن اللف في ANSYS Workbench، وتم تحميل معلومات الحمل لسن اللف على سن اللف باستخدام قناة اقتران EDEM-ANSYS Workbench، وتم إكمال تحليل قوة سن اللف.
في هذا البحث، تم إنشاء نموذج العناصر المنفصلة للمادة ونموذج العناصر المحدودة لأسنان اللفائف وفقًا للتفاعل بين أسنان اللفائف والمادة المكسورة كما هو موضح في الشكل 1 (أ). أحجام المعادن لديها وظيفة الفحص. سيتم كسر المواد ذات حجم الجسيمات الكبيرة عن طريق الدرجات. لن يتم كسر المواد ذات حجم الجسيمات الصغيرة التي يمكن أن تمر مباشرة عبر الفجوة بين لفات الأسنان. لذلك، في هذا البحث، تم إنشاء نموذج الربط السداسي للمواد ذات حجم الجسيمات الكبيرة وتم إنشاء نموذج الجسيم الفردي للمواد ذات حجم الجسيمات الصغيرة. يوضح الشكل 1 (ب) نموذج الترابط الجسيمي للمادة ونموذج FEM للأسنان الملفوفة، حيث تدور الأسنان الملفوفة عكس اتجاه عقارب الساعة.
في نموذج ترابط الجسيمات، تكون العناصر المنفصلة ذات رابطة نصف قطر اتصال متداخلة، وهناك قوى ربط وعزم دوران بين عناصر الترابط. يتم تحديد قوة الترابط واللحظة عن طريق الإزاحة. يوضح الشكل . 2 مخطط الترابط بين الجسيمات i وj، حيث يتم تمثيل الإزاحة بشكل أساسي بالعلاقة بين السرعة والوقت. حيث Fn وF هما القوة العمودية والقوة العرضية على التوالي؛ Tm وT لحظات عادية وعرضية على التوالي؛ A هي منطقة الاتصال، بعد A=π; J هي لحظة القصور الذاتي، J=0.5π، m هو نصف قطر الترابط؛ S. وS هي صلابة طبيعية وعرضية على التوالي؛ هي الخطوة الزمنية؛ و4 هي السرعة العادية والعرضية على التوالي؛ وهي السرعات الزاوية العادية والعرضية على التوالي. عندما تكون الضغوط الطبيعية والعرضية بين الجزيئات أكبر من القيم المحددة، تتلف علاقة الترابط بين العناصر المنفصلة [، كما هو موضح في المعادلة (2) : x