[发明专利]一种用于搅拌磨机内海泡石破碎的仿真计算方法

说明书

一种用于搅拌磨机内海泡石破碎的仿真计算方法，它主要是解决目前不能精确掌握海泡石破碎过程等技术问题。其技术方案要点是：获取海泡石颗粒的形状和物理参数、搅拌磨机的材料参数和结构参数，颗粒与颗粒之间以及颗粒与磨机之间的接触参数；根据所获取的颗粒形状和物理参数，在离散元软件中创建与实际形状一致的颗粒状海泡石模型；根据所获取的搅拌磨机结构参数，在绘图软件中创建搅拌磨机的三维模型；所述搅拌磨机的三维模型需转换其文件格式，随后将其导入到离散元软件中，最后通过添加接触模型，重力加速度、颗粒工厂、磨机转速等条件，建立海泡石颗粒破碎的离散元仿真模型。

技术领域

本发明涉及仿真技术领域，具体是一种用于搅拌磨机内海泡石破碎的仿真计算方法。

背景技术

海泡石是一种稀有非金属矿，其分布不广，主要分布在西班牙、中国、美国、土耳其等少数国家。其中，中国海泡石85％分布在湘潭，湘潭海泡石现已探明储量2203万吨，享有“世界海泡石之都”的美誉，海泡石已成为湘潭非金属矿优势矿种，发展潜力巨大。

但是海泡石原矿品位低，应用范围狭窄；经过粉碎、提纯、精加工后，往往会出现很多新的优良性能。由于超细粉体粒度极细，所以比表面积大，表面活性高，化学反应速度快，溶解度大，填充补强性能好，广泛用于空气净化、水体过滤和土壤治理。粉碎的前一步工艺是破碎，破碎效果的好坏直接影响粉碎效果，这就使得破碎的意义更加重大。

现对海泡石在搅拌磨机中的破碎情况分析主要靠工作经验，很难精确掌握破碎情况以及确定最优的工艺参数。通过仿真计算，能在不同工况对海泡石的破碎情况进行模拟，精确掌握破碎过程，为海泡石的破碎提供理论参考；节约了时间和成本，所以对海泡石破碎过程进行仿真计算是有重大意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于搅拌磨机内海泡石破碎的仿真计算方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

它包括以下步骤：

步骤1.通过3D扫描技术获取颗粒状海泡石的形状，获得的形状文件为点云(asc)，将点云(asc)文件导入三维绘图软件中后将其绘制成实体图，从而获得真实的颗粒形状；

步骤2.通过实验获取海泡石颗粒的物理参数、搅拌磨机的材料参数、海泡石颗粒与海泡石颗粒之间以及搅拌磨机与海泡石颗粒之间的接触参数；

步骤3.在离散元软件中导入步骤1绘制好的海泡石颗粒实体图，并根据步骤2获得的海泡石颗粒的物理参数在离散元软件中设置好相应参数，从而建立与实际形状一致的海泡石颗粒离散元模型；

步骤4.根据所述搅拌磨机的结构参数，在三维软件中建立搅拌磨机的三维模型；

步骤5.将所述搅拌磨机的三维模型转换文件格式，将其导入到离散元软件中，再通过添加接触模型、重力加速度、颗粒工厂、磨机转速等仿真参数，建立海泡石颗粒破碎的仿真模型。

步骤2中所述获取海泡石颗粒的物理参数、搅拌磨机的材料参数的实验可以采用密度法(所测密度等于质量和体积之间的比值，即)、单轴压缩法(所测泊松比等于横向正应变和轴向正应变的绝对值比值，即)。所述获得海泡石颗粒与海泡石颗粒之间以及搅拌磨机与海泡石颗粒之间的接触参数的实验可以采用堆积角实验。

所述海泡石颗粒与海泡石颗粒以及搅拌磨机与海泡石颗粒之间的接触参数包括：静摩擦系数、动摩擦系数和恢复系数。

所述海泡石颗粒的物理参数包括：密度、剪切模量和泊松比。

所述搅拌磨机的材料参数包括：泊松比、密度和剪切模量。

所述搅拌磨机的结构参数包括：筒体的直径、高度和厚度。

所述接触模型包括：颗粒与颗粒之间的接触模型、颗粒与磨机之间的接触模型、以及颗粒体作用力。