WikiDer > Моделирование уплотнения

Compaction simulation

Моделирование уплотнения это моделирование из гранулированное вещество при сжатии до плотного состояния, что достигается за счет уменьшения воздушных пустот. Этот термин также обычно используется для обозначения уплотнения с использованием имитатор уплотнения. Это высокопроизводительный программируемый пресс с сервоуправлением для моделирования производственных прессов, обычно в фармацевтической, каталитической, аккумуляторной и магнитной промышленности.

В процесс уплотнения входят три стадии: наполнение или упаковка, уплотнение и выброс. Если во время процесса уплотнения давление нагрузки увеличивается прямо, порошковая сборка проходит три стадии. Прежде всего, частицы заполняют пустоты и устанавливают контакты с соседними частицами. Этот этап называется этапом перестановки. После установки большинства контактов началось первоначальное уплотнение. Упругая деформация и Пластическая деформация происходит и давление нагрузки резко возрастает. Третий этап - это разрушение, когда частицы разбиваются на фрагменты.

Метод дискретных элементов (DEM) - это явная численная модель, способная отслеживать движение и взаимодействие отдельных смоделированных частиц.[1] DEM быстро улучшила наше понимание гранулированной системы, давая количественные прогнозы, а не только качественное описание, улучшила наше понимание сборки частиц, предоставив как микроскопическую, так и макроскопическую информацию.[2][3] Доказано, что DEM имеет большой потенциал в научных задачах и отраслях,[4][5] в том числе химическое и машиностроение, пищевая промышленность, геонауки и сельское хозяйство.

Поступательное и вращательное движение каждой частицы можно рассчитать следующим образом: Второй закон движения Ньютона. Действующие силы обычно представляют собой гравитацию частиц и силы контакта между частицами, включая нормальную и тангенциальную силу. Другие силы сила Ван дер Ваальса и капиллярная сила для системы мелких и влажных частиц соответственно.

Весь процесс моделирования включает в себя уплотнение и разрушение, включает четыре стадии: упаковка, уплотнение, расслабление и дробление. В начале стадии упаковки моделируемые частицы генерировались случайным образом в квадратном пространстве и позволяли падать под действием силы тяжести с небольшой начальной скоростью, чтобы сформировать упаковку. Между частицами и стенками нет перекрытий. Затем слой насадки сжимается смоделированной плоскостью с низкой скоростью, в большинстве случаев она установлена ​​на 10d / s. Когда плотность компакта достигает заданного значения, например 0,75, процесс загрузки останавливается и самолет поднимается со скоростью 5 д / с. Этап уплотнения заканчивается, когда верхняя плоскость покидает самую высокую частицу. В недавних исследованиях периодические границы используются на этапах упаковки и уплотнения, чтобы исключить влияние стены.

Рекомендации

  1. ^ Кундалл, П.А. и О.Д.Л. Страк, Дискретная численная модель для зернистых сборок. Геотехника, 1979. 29 (1): с. 47–65.
  2. ^ Х. Дж. Херрманн, Ж.-П.Х. и С. Лудинг, Физика сухих гранулированных сред - НАТО ASI Series E 350. 1998, Dordrecht: Kluwer Acad. Publ.
  3. ^ П. А. Вермеер, С. Д., У. Элерс, Х. Дж. Херрманн, С. Лудинг, Э. Рамм. Непрерывное и прерывное моделирование связанных фрикционных материалов. 2001, Берлин: Springer.
  4. ^ Ода, М. и Х. Казама, Микроструктура полос сдвига и ее связь с механизмами дилатансии и разрушения плотных зернистых грунтов. Geotechnique, 1998. 48 (4): p. 465–481.
  5. ^ Торнтон, К., Численное моделирование девиаторной сдвиговой деформации сыпучих сред. Геотехника, 2000. 50 (1): с. 43–53.