研究与分析
doi :10. 16576/j. cnki. 10074414. 2017. 01. 012
2017年第1期（第30卷，总第147期）·机械研究与应用
基于EDEM对振动搅拌的仿真分析
董晨希，武甜，吕兴坤
（长安大学公路养护装备国家工程实验宝，陵西西安710064）
摘要：基于EDEM离散元软件，对双卧轴搅拌机在不同的搅拌方式的情况下混合物料搅拌均匀性进行仿真分析，探究搅拌方式对混合过程的影响。首先从理论上分析振动搅拌对拌和物均匀性的影响；采用Hertz-MindlinwithJKR模型模拟了两种搅拌方式的混合过程，最后对比不同搅拌方式的情况下不同粒径颗粒的高散系数以及颗粒的碰撞次数随时间的变化情况。综合仿真情况得出：相比于普通静力揽拌，振动搅拌时物料之间的接触次数更多，混合料的均匀
性更佳；是一种更理想的搅拌方式。关键词：振动搅择：EDEM：搅拌均匀性
中图分类号：TU642
文献标志码：A
文章编号：1007-4414(2017)010038-04
Simulation Analysis of Vibratory Mixing Based on the EDEM
DONG Chen-xi, WUTian, LV Xing-kun
( National Engineering Laboratory of Higharay Maintenance Equipment, Chang 'an Unisersity, Xi'an Shaanxi 710064, China) Abstract: Based on the discrete element software EDEM, influence of the mixing method on the mixing process is studied through simulation analysis of the mixing material uniformity of the twinshaft mixer with dfferent mixing methods in this pa-per. Firstly, the effect of vibratory mixing on the mixing uniformity is analyzed; secondly, HertzMindlin with JKR model is used to simulate the mixing process in different methods; finally, the discrete coefficients of particle with different radius and the change of collision frequency with time are compared with different mixing methods. It is concluded from comprehensive simulation that comparing with the ordinary static mixing method, vibratory mixing can make more contact times between the
materials and better uniformity of mixture, thus it is an ideal way of mixing. Key words : vibratory mixing; EDEM; mixing uniformity
引言 0
混凝土搅拌机是将具有一定配合比的砂石骨料，
粉料，水以及其他添加剂作为原料，进行充分搅拌后制成满足一定质量要求的混凝土的设备。目前在国内外，传统的搅拌设备多采用强制式或自落式，这些设备一般可在短时间内将混合料在宏观上搅拌均匀，但如果通过显微镜观察会发现拌和物中的水泥颗粒并没有均匀的分散在水中，水泥颗粒三三两两的聚集在一起，形成微小的水泥团。这种现象严重影响了混凝土的性能[1-3]。而振动搅拌可较好的解决这些问题。为了探究振动搅拌对物料的影响，笔者通过对振动搅拌和普通搅拌的物料择和情况进行对比分析，即利用EDEM离散元软件对两种搅拌方式进行物料流动仿真对比分析，来验证振动搅拌的合理性。
振动搅拌的机理 1
作为混凝土机械强化的主要方法之一，振动拌和的原理在于直接利用振动作用在搅拌的同时加以振动，造成水泥颗粒不停的运动，使得水泥团聚现象被破坏，很快达到均匀的分布状态，如图1所示。另外，
*收稿日期：2017-01-03
振动拌和使混合料颗粒在搅拌简内的运动加快，使得有效撞击次数明显增加，加速了混合料各项组分表面水化物向液相扩散，导致水泥水化反应加速。同时由于振动的存在，混合料组分间的粘性和内摩擦力随之明显下降，增强了对物料的剪切与对流运动。最后，它还具有清清洁混合料表面的功能，水泥和混合料间的粘结效果得到加强。混合料各组份在微观上的循环流动和扩散运动都可以得到加强[4-]
Q
E0
C
a)微小的水泥团
0:
Q.
(b)水泥理想分布
图1水泥颗粒分布情况
EDEM软件简介 2
EDEM是英国DEM-Solutions公司开发的、在全球处于领先地位的离散元应用软件。目前EDEM在
作者简介：董晨希（1992-），男，甘肃庆阳人，硕士研究生，研究方向：机械设计及理论。·38．万方数据