เนื่องจากอนุภาคมีขนาดใหญ่และกระบวนการบดสั้นของเครื่องวัดขนาดแร่และกลไกการแตกหักหลักคือความล้มเหลวของแรงดึงและแรงเฉือน เป็นการยากที่จะกำหนดขนาดโหลดและการกระจายในระหว่างการออกแบบ ในบทความนี้ มีการเสนอวิธีการวิเคราะห์ความแข็งแรงแบบใหม่โดยใช้องค์ประกอบที่ไม่ต่อเนื่อง (DEM) และองค์ประกอบไฟไนต์ (FEM) เพื่อวิเคราะห์ความแข็งแรงของฟันม้วนของตัววัดขนาดแร่ ด้วยการใช้โหลดแบบกระจาย ทำให้การคำนวณความแข็งแรงของฟันม้วนมีความถูกต้องและแม่นยำยิ่งขึ้น โหลดแบบกระจายคำนวณโดยซอฟต์แวร์ EDEM แบบแยกองค์ประกอบ ในบทความนี้ เมื่อพิจารณาถึงผลกระทบของขนาดของความแข็งแรงของวัสดุ การทดสอบแรงอัดในแกนเดียวและการทดสอบจานเบรกแบบบราซิลได้ดำเนินการกับวัสดุที่มีขนาดแตกต่างกันตามลำดับ มีการสอบเทียบกำลังรับแรงอัดและแรงดึงของวัสดุ และพารามิเตอร์การยึดเกาะในการจำลององค์ประกอบแบบแยกส่วนก็ถูกกำหนดในที่สุด ด้วยการวิเคราะห์ผลการจำลององค์ประกอบแบบแยกส่วน โหลดแบบกระจายบนฟันม้วนเมื่อแรงบนฟันม้วนสูงสุดจะถูกเลือกและโหลดไปยังแบบจำลอง FEM ของฟันม้วนที่ตำแหน่งการทำงานที่สอดคล้องกันในเวลาที่สอดคล้องกันในสภาพแวดล้อม ANSYS สำหรับการวิเคราะห์ความแข็งแรง ผลการวิจัยพบว่าภาระของฟันลูกกลิ้งจะกระจายไปที่ด้านหลังของฟันเป็นหลักในเวลาที่ใส่สูงสุด และมีความเข้มข้นของความเครียดที่ด้านหน้าของรากฟัน
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาแบบจำลองอนุภาค แบบจำลองการสัมผัส และแบบจำลองทางคณิตศาสตร์อื่นๆ วิธีการแยกองค์ประกอบจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายและเชิงลึกในเครื่องวัดขนาดแร่ เลเจนเดร และคณะ iI ใช้ซอฟต์แวร์ EDEM เพื่อจำลองการบดอนุภาคเดี่ยวของเครื่องบดกราม และตรวจสอบผลลัพธ์ของการปรับการใช้พลังงานให้เหมาะสม เคลียร์รี่ และคณะ "21" เสนออัลกอริธึมการคำนวณแบบจำลองการเปลี่ยนองค์ประกอบแบบแยกส่วนโดยอิงจากการทดสอบน้ำหนักที่ลดลงก่อนการสร้างแบบจำลองวัสดุ และใช้เทคโนโลยีการจำลององค์ประกอบแบบแยกเพื่อศึกษาผลกระทบของคุณลักษณะของวัสดุและพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมต่อประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องบดกรวย วิธีแยกองค์ประกอบ (DEM) และวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ (FEM) ถูกนำมาใช้กันมากขึ้นในการวิเคราะห์อันตรกิริยาระหว่างวัสดุที่หลวมหรือเปราะและความต่อเนื่องอื่นๆ ตัวอย่างเช่น ในการวิเคราะห์ประสิทธิภาพของเครื่องบด เครื่องสกรีน และอุปกรณ์อื่นๆ จะมีการศึกษาคุณสมบัติทางกลและทางจลนศาสตร์ของวัสดุ และผลกระทบของวัสดุที่มีต่ออุปกรณ์ ในเรื่องนี้ EDEM ซอฟต์แวร์องค์ประกอบแยกได้พัฒนาช่องทางการเชื่อมต่อด้วยซอฟต์แวร์ไฟไนต์เอลิเมนต์ ANSYS Workbench ซึ่งสามารถรับรู้ถึงการเชื่อมต่อทิศทางเดียวระหว่างองค์ประกอบแยกและองค์ประกอบไฟไนต์ เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ความผิดปกติของอุปกรณ์ไม่มาก และไม่เพียงพอที่จะส่งผลกระทบต่อลักษณะทางกลและจลนศาสตร์ของวัสดุ
ความแข็งแรงของฟันลูกกลิ้งเป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับการออกแบบและเพิ่มประสิทธิภาพโปรไฟล์ของฟัน วิธีดั้งเดิมในการวิเคราะห์ความแข็งแรงของฟันลูกกลิ้งจะใช้กำลังการบดอัดสูงสุดของวัสดุเป็นค่าความเค้นอัดเพื่อโหลดที่ส่วนปลายและด้านหลังของฟันลูกกลิ้ง ในบทความนี้ DEM FEM ใช้เพื่อวิเคราะห์ความแข็งแรงของฟันม้วนของเครื่องวัดขนาดแร่ ตามเงื่อนไขการผลิตจริงของเครื่องวัดขนาดแร่บางชนิด แบบจำลอง DEM-FEM จึงถูกสร้างขึ้น ใน EDEM มีการจำลองกระบวนการบดของเครื่องคัดขนาดแร่ และดึงข้อมูลการรับน้ำหนักของฟันม้วนออกมา แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ของฟันม้วนถูกสร้างขึ้นใน ANSYS Workbench และข้อมูลการรับน้ำหนักของฟันม้วนถูกโหลดบนฟันม้วนโดยใช้ EDEM-ช่องเชื่อมต่อ ANSYS Workbench และการวิเคราะห์ความแข็งแรงของฟันม้วนเสร็จสมบูรณ์
ในบทความนี้ แบบจำลององค์ประกอบแยกวัสดุและแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ของฟันม้วนถูกสร้างขึ้นตามปฏิสัมพันธ์ระหว่างฟันม้วนและวัสดุที่แตกหักดังแสดงในรูปที่ 1(a) เครื่องวัดขนาดแร่มีฟังก์ชันคัดกรอง วัสดุที่มีอนุภาคขนาดใหญ่จะถูกทำลายโดยการคัดเกรด วัสดุขนาดอนุภาคขนาดเล็กที่สามารถผ่านช่องว่างระหว่างม้วนฟันได้โดยตรงจะไม่แตกหัก ดังนั้น ในบทความนี้ จึงได้มีการสร้างแบบจำลองพันธะหกเหลี่ยมสำหรับวัสดุที่มีขนาดอนุภาคขนาดใหญ่ และแบบจำลองอนุภาคเดี่ยวได้ถูกสร้างขึ้นสำหรับวัสดุที่มีขนาดอนุภาคขนาดเล็ก รูปที่ 1(b) แสดงแบบจำลองพันธะอนุภาคของวัสดุและแบบจำลอง FEM ของฟันม้วน โดยที่ฟันม้วนจะหมุนทวนเข็มนาฬิกา
ในแบบจำลองพันธะอนุภาค องค์ประกอบที่ไม่ต่อเนื่องที่มีพันธะรัศมีสัมผัสซ้อนทับกัน และมีแรงพันธะและแรงบิดระหว่างองค์ประกอบพันธะ แรงยึดเหนี่ยวและโมเมนต์ถูกกำหนดโดยการกระจัด รูปที่. 2 แสดงแผนภาพพันธะของอนุภาค i และ j ซึ่งการกระจัดจะแสดงด้วยความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วและเวลาเป็นหลัก โดยที่ Fn และ F คือแรงตั้งฉากและแรงในวงสัมผัสตามลำดับ Tm และ T เป็นโมเมนต์ปกติและแทนเจนต์ตามลำดับ A คือพื้นที่สัมผัส หลังจาก A=π; J คือโมเมนต์ความเฉื่อย J=0.5π, m คือรัศมีพันธะ S. และ S คือความแข็งแบบปกติและแบบวงสัมผัสตามลำดับ เป็นขั้นตอนของเวลา และ 4 คือความเร็วปกติและความเร็วสัมผัสตามลำดับ และเป็นความเร็วเชิงมุมปกติและวงสัมผัสตามลำดับ เมื่อความเค้นปกติและวงสัมผัสระหว่างอนุภาคมีค่ามากกว่าค่าที่ตั้งไว้ ความสัมพันธ์ระหว่างพันธะขององค์ประกอบที่แยกจากกันจะเสียหาย [ ดังแสดงในสมการ (2) : x