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一维振动式滚磨光整加工颗粒流场的离散元模拟分析

郭鹏辉 李文辉 李秀红 杨胜强 李鹏

郭鹏辉, 李文辉, 李秀红, 杨胜强, 李鹏. 一维振动式滚磨光整加工颗粒流场的离散元模拟分析[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(7): 1037-1042. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200191
引用本文: 郭鹏辉, 李文辉, 李秀红, 杨胜强, 李鹏. 一维振动式滚磨光整加工颗粒流场的离散元模拟分析[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(7): 1037-1042. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200191
GUO Penghui, LI Wenhui, LI Xiuhong, YANG Shengqiang, LI Peng. Discrete Element Simulation Analysis of Particle Flow Field in One-dimensional Vibration Barrel Finishing[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(7): 1037-1042. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200191
Citation: GUO Penghui, LI Wenhui, LI Xiuhong, YANG Shengqiang, LI Peng. Discrete Element Simulation Analysis of Particle Flow Field in One-dimensional Vibration Barrel Finishing[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(7): 1037-1042. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200191

一维振动式滚磨光整加工颗粒流场的离散元模拟分析

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200191
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51875389

国家自然科学基金项目 51975399

山西省自然科学基金项目 201801D111002

详细信息
    作者简介:

    郭鹏辉(1994-), 硕士研究生, 研究方向为精密零件表面光整加工, 939135916@qq.com

    通讯作者:

    李文辉, 教授, 博士生导师, wenhui_li7190@126.com

  • 中图分类号: TH164;TP391.9

Discrete Element Simulation Analysis of Particle Flow Field in One-dimensional Vibration Barrel Finishing

  • 摘要: 为研究一维振动式滚磨光整加工中不同振幅、频率、筒宽下的颗粒流场分布及运动特征, 基于离散元法对滚磨光整加工过程进行数值模拟与分析。研究发现: 加工过程中, 颗粒群可根据颗粒位置分为上中下三层, 上层颗粒速度波动较大, 且在一段时间后, 颗粒速度会处于动态平衡状态; 中层和底层颗粒速度始终在一定范围内波动, 且具有周期性; 不同层域的颗粒开始运动后都会有爬升, 一段时间后处于动态平衡, 上层颗粒的爬升值最大, 底层颗粒的爬升值最小; 随着频率和振幅增加, 颗粒的爬升高度增加; 筒宽越宽, 爬升高度越小。
  • 图  1  封闭式圆柱体滚筒形状

    图  2  上中下层颗粒位置

    图  3  不同层域颗粒速度随时间变化图

    图  4  数据块位置

    图  5  不同参数下Z方向不同深度颗粒速度变化

    图  6  颗粒位置坐标图

    图  7  不同层域颗粒的Z方向坐标变化

    图  8  不同参数下的爬升高度

    表  1  离散元模拟的参数设置

    参数名称 颗粒 滚筒
    材料 Al2O3 103
    泊松比 0.21 0.28
    剪切模量/GPa 124 3.2
    密度/(kg·m-3) 2.675 1.150
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    表  2  接触参数设置

    参数名称 颗粒-颗粒 颗粒-滚筒
    碰撞回复系数 0.55 0.36
    静摩擦系数 0.3 0.3
    滚动摩擦系数 0.15 0.15
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-03-25
  • 刊出日期:  2021-07-01

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