【科普】如何保證EDEM仿真的準確性?
仿真的主要功能是在設備未加工制造前驗證設備的性能、找出潛在問題。而滿足這些要求首先需要保證仿真結(jié)果的準確性,確保仿真能夠代表真實世界的物料流動行為。
在仿真和真實世界之間建立聯(lián)系的關鍵就是物料模型的校準。

物料料性的標定是EDEM離散元仿真最為核心的一部分。
所謂的物料料性的標定,是指在進行EDEM模擬仿真前,必須先對該工況下所使用的物料進行大量實驗,從中獲取相關的數(shù)據(jù),例如物料的堆密度、粒徑分布、安息角、滑動角等實驗參數(shù)。通過計算機模擬物理實驗過程,并根據(jù)仿真結(jié)果進行EDEM中仿真程序相應參數(shù)的調(diào)整,使得仿真結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)一致。
EDEM中的校準工具Calibration Kid,提供了豐富的校準方式,能夠匹配現(xiàn)實物理實驗校準過程及實驗工具,無需再進行另外的建模。
下面主要介紹五種物料標定實驗:
堆密度實驗
粒徑分布實驗
剪切實驗
安息角實驗
滑動角實驗
其中,堆密度、粒徑分布以及剪切實驗用于在EDEM中設定基本物理特性,獲取這些特性參數(shù)后再進一步進行物料標定實驗。
標定實驗主要是指安息角實驗和滑動角實驗,其對在EDEM中接觸參數(shù)的輸入有指導作用,也是確保EDEM仿真準確性和可靠性的必要環(huán)節(jié)。
注:由于物料粒徑分布對物料校準實驗的結(jié)果存在較大影響,建議在選取物料時盡可能做到“隨機、均勻”等要求。
堆密度實驗
該實驗主要通過一定體積V的容器來裝滿物料,通過稱重工具得到容器內(nèi)物料的總質(zhì)量m。
運用ρ=m/V計算公式,即可得到物料堆密度。反復多次實驗求得平均值。
注:EDEM離散元仿真軟件中所運用的密度為物料的真密度,即需要通過物料堆積實驗進行標定獲取。
粒徑分布實驗
物料經(jīng)過振動篩分機進行篩分后,對各層物料進行稱重并繪制成物料粒徑分布實驗數(shù)據(jù)。如圖所示,該物料的中位徑為7.5mm,最大物料粒徑為100mm左右。從而有利于在EDEM軟件中設定顆粒的真實粒徑分布。

剪切實驗
使用剪切儀來測定物料/材料在剪切力作用下的抗力性能,是物料/材料機械性能試驗的基本試驗方法之一。主要分析物料在不同正應力下的剪切力值的變化以及下滑的傾角值,用于得到落料管的最佳設計傾角。

安息角實驗
安息角實驗用來校準物料與物料之間的接觸參數(shù)。
如圖分別是物料的靜安息角(上)和動安息角(下)的物料實驗和標定實驗,該實驗主要反映了物料之間相互接觸下所產(chǎn)生的摩擦力和粘結(jié)力的作用情況。


滑動角實驗
滑動角實驗用來校準物料與設備之間的接觸參數(shù)。
通過將物料放置在材質(zhì)樣本上,再平穩(wěn)緩慢抬升設備一端,實現(xiàn)傾斜的效果,直到物料從另一端下滑。該實驗主要反映了物料對墻在摩擦力和粘結(jié)力的作用情況,為設計落料管傾角提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。
