Zbog velike veličine čestica i kratkog procesa drobljenjamjerači veličine minerala, a glavni mehanizam loma je vlačni i smični slom, teško je odrediti veličinu i raspodjelu opterećenja tijekom projektiranja. U ovom radu predložena je nova metoda analize čvrstoće koja se temelji na diskretnim elementima (DEM) i konačnim elementima (FEM) za analizu čvrstoće zuba valjka mineralnih mjerača veličine. Primjenom raspodijeljenih opterećenja poboljšava se autentičnost i točnost proračuna čvrstoće zuba valjka. Distribuirano opterećenje izračunato je softverom za diskretne elemente EDEM. U ovom radu, uzimajući u obzir učinak veličine čvrstoće materijala, provedeno je jednoosno kompresijsko ispitivanje i brazilsko ispitivanje diskom na materijalima različite veličine. Kalibrirana je tlačna i vlačna čvrstoća materijala te su konačno određeni parametri vezivanja u simulaciji diskretnih elemenata. Analizom rezultata simulacije diskretnih elemenata odabire se raspodijeljeno opterećenje na zubima valjka kada je sila na zubima valjka najveća i učitava ga u FEM model zubaca valjka na odgovarajućem radnom položaju u odgovarajuće vrijeme u ANSYS okruženju za analizu čvrstoće. Rezultati pokazuju da je opterećenje valjkastog zuba uglavnom raspoređeno na stražnju stranu zuba pri maksimalnom vremenu opterećenja, a postoji koncentracija naprezanja na prednjoj strani korijena zuba.
Posljednjih godina, s razvojem modela čestica, modela kontakta i drugih matematičkih modela, metoda diskretnih elemenata široko je i duboko korištena u mjeračima veličine minerala. Legendre i sur. Koristio sam softver EDEM za simulaciju drobljenja pojedinačnih čestica čeljusne drobilice i provjerio rezultate optimizacije potrošnje energije. Cleary i sur. "21" je predložio algoritam za izračun modela zamjene diskretnog elementa temeljen na testu padajuće težine prije modeliranja materijala i upotrijebio tehnologiju simulacije diskretnog elementa za proučavanje učinaka karakteristika materijala i parametara okoliša na radne performanse konusne drobilice. Metoda diskretnih elemenata (DEM) i metoda konačnih elemenata (FEM) sve se više koriste za analizu međudjelovanja između labavih ili lomljivih materijala i drugog kontinuuma. Na primjer, u analizi učinka drobilice, sita i druge opreme proučavaju se mehanička i kinemička svojstva materijala i utjecaj materijala na opremu. U tom smislu, softver za diskretne elemente EDEM razvio je spojni kanal sa softverom za konačni element ANSYS Workbench, koji može ostvariti jednosmjernu spregu između diskretnog elementa i konačnog elementa. Prikladno je za situaciju da deformacija opreme nije velika i nije dovoljna da utječe na mehaničke i kinematičke karakteristike materijala.
Čvrstoća zuba valjka važna je osnova za dizajn i optimizaciju profila zuba. Tradicionalna metoda analize čvrstoće zuba valjka uzima maksimalnu čvrstoću materijala na drobljenje kao vrijednost tlačnog naprezanja za opterećenje na vrhu i stražnjoj strani zuba valjka. U ovom se radu DEM FEM koristi za analizu čvrstoće zubaca valjka za mjerenje veličine minerala. U skladu sa stvarnim uvjetima proizvodnje određenih mineralnih mjerača veličine, uspostavljen je DEM-FEM model. U EDEM-u je simuliran proces drobljenja kalibara minerala i izvučene su informacije o opterećenju zuba valjka. Model konačnih elemenata valjkastog zuba uspostavljen je u ANSYS Workbenchu, a podaci o opterećenju valjkastog zuba učitani su na valjkasti zub pomoću spojnog kanala EDEM-ANSYS Workbench i dovršena je analiza čvrstoće valjkastog zuba.
U ovom radu, materijalni model diskretnih elemenata i model konačnih elemenata zuba valjka uspostavljeni su prema interakciji između zuba valjka i slomljenog materijala kao što je prikazano na slici 1(a). kalibratori minerala imaju funkciju prosijavanja. Materijali velike veličine čestica bit će razbijeni klasiranjem. Materijali male veličine čestica koji mogu proći izravno kroz razmak između zupčastih valjaka neće se slomiti. Stoga je u ovom radu uspostavljen heksaedarski model vezivanja za materijale velike veličine čestica, a model jedne čestice za materijale male veličine čestica. Slika 1(b) prikazuje model vezivanja čestica materijala i FEM model zubaca valjka, pri čemu zubi valjka rotiraju suprotno od kazaljke na satu.
U modelu vezivanja čestica, povezuju se diskretni elementi s preklapajućim radijusima kontakta, a između veznih elemenata postoje sile vezivanja i momenti. Sila i moment vezivanja određeni su pomakom. SLIKA. 2 prikazuje dijagram vezivanja čestica i i j, u kojem je pomak uglavnom predstavljen odnosom između brzine i vremena. Gdje su Fn i F redom normalna sila i tangencijalna sila; Tm i T su normalni odnosno tangencijalni momenti; A je kontaktna površina, nakon A=π; J je moment tromosti, J=0.5π, m je radijus veze; S. i S su redom normalna i tangencijalna krutost; Je li vremenski korak; A 4 su redom normalna i tangencijalna brzina; I su redom normalna i tangencijalna kutna brzina. Kada su normalna i tangencijalna naprezanja između čestica veća od postavljenih vrijednosti, odnos vezivanja diskretnih elemenata je oštećen [, kao što je prikazano u jednadžbi (2): x