ANSYS的博客
2020年1月9日
如何应用岩石DEM进行更精确的构造分析
假设你正在设计一个桶形输送机。你会如何着手这样一个项目?
过去，工程师们从一个已知的设计开始，进行手工计算，进行假设并进行现场测试。这些设计很可能在第一次试验中失败了。所以，工程师们反复尝试。
输出荷载从岩石DEM静态结构模拟
物理原型涉及大量的时间、成本和精力。因此，这不利于具有竞争力的产品发布周期。因此，工程师们一直采用高保真仿真工具(如有限元分析[FEM]、计算流体动力学[CFD]和离散元方法[DEM])来设计产品。
为了设计斗式输送机，工程师们可以进行耦合Ansys机械和Rocky DEM进行虚拟模拟和优化。
FEM和DEM基础
工程师使用FEA软件，如机械，执行土木，汽车，航空和其他部门的结构模拟。
Rocky DEM根据铲斗挖掘机移动的大块材料计算其负载。
静力模拟解决了结构在特定荷载作用下的平衡条件和变形问题。对于瞬态模拟，平衡条件同时考虑了变形和运动能量。
DEM是研究粒子动力学的重要工具。它可以处理岩石、土壤、粉末状化学品、食品碎片和药片等散装材料。
DEM解释了在一个体系统中作用在每个粒子上的所有力。然后，它提供了深入了解这些材料如何在给定的组件中在一系列工艺条件下的表现。
Rocky DEM可以模拟具有复杂形状和精确大小的许多粒子的系统。该工具用于多个工业部门，包括:
- 矿业
- 重型机械
- 农业
- 化学
- 制药
Ansys Workbench与Rocky DEM的耦合
在模拟过程中，Rocky DEM跟踪几何网格每个节点上的载荷。然后，这些负载被导出为压力场，供Mechanical进行进一步分析。然后，有限元分析软件对几何结构进行离散化并求解平衡条件。
通过将结构分析与Rocky DEM耦合，工程师可以模拟瞬态情况，同时考虑几何运动和边界元上的时变载荷。
Rocky DEM完全集成到ANSYS Workbench中。
此外，Rocky DEM完全集成到Ansys Workbench所以它不需要外部软件将其与Mechanical连接起来。这也使工程师能够轻松地应用设计探索工具进行虚拟参数研究、优化、稳健性分析和响应面生成。
Rocky DEM可以在其UI内复制复杂的运动，包括组合运动和粒子诱导的6自由度自由体运动。
解决现实生活中的问题
许多客户已经将Ansys软件与Rocky DEM相结合，以改进他们的设备和工艺。
例如，最大的铁矿石生产商之一就面临着生产效率低下的问题，因为碾碎的矿石堵塞了料斗底部的移动筛网。这增加了清洁设备的维护和停机时间。
在ANSYS Workbench中设计实验，生成响应面。
使用Mechanical和Rocky DEM，该公司按照常规流程准确地表征了屏幕负载。岩质DEM捕捉到进矿的大致大小和形状分布。
这使得该公司能够对设备进行有效的设计更改，例如优化滚轮盘的倾斜角度、转速、距离和轮廓。经过这些调整，产量增加了11.4%，在短短3个多月的时间里为公司节省了1亿美元。
要详细了解此优化案例研究，请观看网络研讨会:结构分析与粒子模拟配对-岩石DEM + Ansys力学。
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