Дүгнэлт:Нөлөөллийн элэгдлийг багасгахын тулд бутлуур үлээх баар мөн түүний ашиглалтын хугацааг уртасгах зорилгоор Рабновичийн тэгшитгэлийн дагуу цохилтот бутлуурын цохилтын баарны ачааллыг түүний элэгдлийг үнэлэх шалгуур болгон авч, түүний материалын агуулгыг оновчтой болгосон. LT1213 цохилтот бутлуур болон зэсийн хүдрийн физик хэмжилтийг хийж байна. LT1213 цохилтот бутлуурын UG загварыг бий болгож EDEM программ хангамжид оруулж ирсэн. Зэсийн хүдрийн бөөмийн загварыг шинжилдэг. Квадрат регрессийн ортогональ эргэлтийн хослолын туршилтын загварыг баталсан. Цохилтын хавтангийн ачааллыг EDEM дискрет элементийн програм хангамжаар шалгадаг. Туршилтын хүчин зүйл бүрийн регрессийн тэгшитгэлийг SPSS программ хангамжаар гаргаж, гурван хэмжээст контурын зургийг matlab программаар зурж, үзүүлэлт бүрийн гүйцэтгэлийн индекст үзүүлэх нөлөөллийн дүрмийг тодорхойлно. Туршилтын хүчин зүйлсийг оновчтой болгох замаар параметрүүдийн оновчтой хослолыг олж авдаг. TiC-ийн агууламж 3.58%, TaC-ийн агууламж 2.77%, Ni-ийн агууламж 0% байх үед цохилтот бутлуурын үлээх баарны ачаалал 33 кН байна. LT24 цохилтот бутлуурын цохилтын элэгдэлд TaC болон TiC агууламжийн нөлөөллийн хандлагыг туршилтаар олж, загварчлалын дүгнэлтийг баталгаажуулсан. Үр дүн нь цохилтот бутлуурын цохилтын тулгуурыг оновчтой болгох, элэгдлийг нь багасгах, ашиглалтын хугацааг уртасгах онолын үндэслэл болж байна.
Цохилтот бутлуур нь цохилтот бутлуурын үндсэн ажлын хэсгүүдийн нэг бөгөөд ажиллах нөхцөл нь хатуу бөгөөд төвөгтэй бөгөөд элэгдэл, хэв гажилт болон бусад эвдрэлд өртөмтгий байдаг. Цохилтын хавтангийн элэгдлийн хэмжээг бууруулж, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулах холбогдох аргуудыг нэвтрүүлэх нь ашиглалтын хугацааг уртасгах, үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулахад ихээхэн ач холбогдолтой юм. EDEM нь тасалдалтай бөөмсийн популяци хоорондын хөдөлгөөний төлөв байдал, механик үйлдлийг судлахад нэн тохиромжтой, янз бүрийн инженерийн орчинд олон боломжит хэрэглээ, судалгаа бүхий дискрет элементийн аргын хэрэглээний програм хангамжийн нэг төрөл юм.
Энэхүү нийтлэлд зэсийн хүдрийг LT1213 цохилтот бутлуураар бутлах үйл явцыг дискрет элементийн аргаар судалсан болно. Үүний үндсэн дээр цохилтот бутлуурын үлээх туузны элэгдлийн хэмжээг шинжилж, квадрат ортогональ эргэлтийн хослолын туршилтыг EDEM дискрет элементийн программ ашиглан хийж, тодорхой тооцооны аргын тусламжтайгаар цохилтот бутлуурын үлээгч баарны найрлагын оновчтой хослолыг олж авахыг зорьж байна.
Загвар бий болгох
Дискрет элементийн онолын загвар
Энэхүү судалгаанд санал болгож буй дискрет элементийн аргад бөөмс хоорондын харилцан үйлчлэл нь голчлон радиаль хүч ба хэвийн хүч бөгөөд хэвийн хүчийг дараах байдлаар илэрхийлж болно.
![\[ F_{\mathrm{n}}=\frac{4}{3} E^{*}\left(R^{*}\баруун)^{1/2} \альфа^{3/2} \ ]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-b7a37fa6b90b720463c178a58e9ced5b_l3.png "QuickLaTeX.com-ээс үзүүлсэн")
Дээрх томъёонд, 
бүх бөөмсийн радиусын дундаж, 
нь бөөмсийн контактын хүрээ ба 
нь бүх бөөмсийн уян хатан модулийн дундаж бөгөөд дараах байдлаар илэрхийлэгдэнэ.
![\[ \frac{1}{E^{*}}=\frac{1-\nu_{1}^{2}}{E_{1}}+\frac{1-\nu_{2}^{2}}{E_{2}} \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f72d91538679b7de9a74883661c57359_l3.png "QuickLaTeX.com-ээс үзүүлсэн")
Дээрх хэлбэрээр,
хэлбэр нь нэг бөөмийн уян хатан модуль ба 
хэлбэр нь нэг бөөмийн Пуассоны харьцаа юм. The 
болон 
ижил илэрхийллээр.
Радиал хүчийг дараах байдлаар илэрхийлж болно.
![\[ F_{\mathrm{t}}=-8 G^{*} \sqrt{R^{*} \alpha} \eta \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-8d3f1d1fb0a2b614b7539220d4680622_l3.png "QuickLaTeX.com-ээс үзүүлсэн")
Дээрх томьёоны хувьд η нь харилцан үйлчлэлцэж буй бөөмсийн хоорондох давхцлын талбай ба 
бөөмсөөс хөрвүүлсэн модуль юм.
Иймээс салангид элементийн аргыг судлахад бөөмс болон хэсгүүдийн шүргэлцэх объектуудад үзүүлэх хүч нь тэдгээрийн уян хатан байдлын модуль, Пуассоны харьцаа, шилжилтийн модуль гэх мэт болон тэдгээрийн утгуудтай нягт холбоотой болохыг шинжилж болно. параметрүүд нь материалын төрөлтэй салшгүй холбоотой байдаг.
Бөөмийн загвар ба геометрийн загварыг бий болгох
Рабновичийн тэгшитгэл:
![\[ \frac{V}{S}=K_{\mathrm{abr}} \frac{W}{H} \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-d7811118dac97fdf1acfd42fd421b542_l3.png "QuickLaTeX.com-ээс үзүүлсэн")
элэгдлийн коэффициент нь 
зүлгүүрийн элэгдлийн хэмжээ (мм),
элэгдлийн зай (мм); 
ачаалал (kN); 
нь материалын хатуулаг (МПа) юм.
Иймд цохилтот бутлуурыг ажиллуулах явцад ерөнхийдөө тохиолдолд 
болон , цохилтот бутлуурын ажлын хэсгүүд (тухайлбал: бутлуурын үлээх баар, цохилтот хавтан) элэгдэл нь хүлээн авсан ачаалалтай холбоотой.
LT1213 цохилтот бутлуурын цохилтын хавтангийн дотоод материалыг эрчим хүчний спектрийн анализатор (Зураг 1)-ээр шинжилж, холбогдох ном зохиолтой нэгтгэн үзэхэд үлээгч туузны элэгдэлд илүү их нөлөөлсөн материалын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь TiC, TaC, Ni гэх мэт. TaC, TiC болон NI нь симуляцийн туршилт явуулахаар сонгогдсон. Туршилтанд квадрат регрессийн ортогональ эргэлтийн хослолын загварыг ашигласан.
Уул уурхайн инженерчлэлд дискрет элементийн аргыг судлахад ямар төрлийн хүдэр буталсанаас үл хамааран дискрет элементийн аргын тооцооны үр дүнд хүдрийн гадаад геометрийн шинж чанар чухал нөлөө үзүүлдэг. Иймд энэхүү судалгаанд зэсийн хүдрийн геометрийн хэмжээ (Зураг 2)-д дүн шинжилгээ хийж, геометрийн шинж чанарыг лазер сканнераар хэмжиж, хэмжээсийн тархалтын хамрах хүрээ, хууль тогтоомжид дүн шинжилгээ хийсэн болно. Шинжилгээний үр дүнгээс үзэхэд зэсийн хүдрийн харгалзах дискрет элементийн загварыг дараагийн симуляцийн судалгаанд зориулж EDEM-д бий болгосон.
Салангид элементүүдийн симуляцийн тооцоонд бүрэн гадаад загварыг бий болгох шаардлагагүй бөгөөд зөвхөн бөөмстэй харьцах хэсгүүдийг загварчлах шаардлагатай. Тиймээс бутлуурын UG загварыг EDEM-д харьцангуй хялбаршуулсан (Зураг 3).
EDEM дээр суурилсан туслах параметрүүдийг төлөвлөх, оновчтой болгох
EDEM програм хангамжийн симуляци
Султын өнцгийг нуралтын туршилтын дагуу хэмжсэн (Зураг 4) ба уран зохиолтой хослуулан зэсийн хүдэр болон цохилтот бутлуурын хоорондох физик шинж чанарыг 1-р хүснэгтэд үзүүлэв.
| Хүснэгт.1 Загварчлалын параметрүүд | ||||||
| Материал | нягт (кг·м ³) | Пуассоны харьцаа | Шилжилтийн модуль /Па | Нөхөн төлбөрийн коэффициент | Статик үрэлтийн коэффициент | Кинетик үрэлтийн коэффициент |
| Зэсийн хүдэр | 2520 | 0.245 | 2.5×10⁸ | 0.4 | 0.45 | 0.02 |
| Арматур, металл хийц | 7800 | 0.3 | 7×10¹⁰ | 0.5 | 0.85 | 0.06 |
| TiC | 4930 | 0.3 | 7.9×10⁹ | 0.6 | 0.8 | 0.07 |
| TaC | 5650 | 0.33 | 8.3×10¹⁰ | 0.6 | 0.8 | 0.07 |
| Ni | 8902 | 0.27 | 2.2×10¹¹ | 0.65 | 0.9 | 0.09 |
Зэсийн хүдрийн гадаргуугийн наалдамхай бус нөлөө болон дискрет элементийн загвар дээр хийсэн дээрх судалгаанаас шалтгаалан Hertz-MindLin (гулсдаггүй) суурилуулсан симуляцийн холбоо барих загвар болгон сонгосон.
Загварчлалын туршилтын хүчин зүйлүүд ба индексүүд
Дээрх Рабновичийн тэгшитгэлийн шинжилгээнд үндэслэн нөлөөллийн хавтан дээрх ачааллыг (Z) үнэлгээний индекс болгон авна. Дээр дурдсан онолын шинжилгээ болон LT1213 цохилтот бутлуурын бодит үйл ажиллагааны шаардлагын дагуу туршилтын хүчин зүйлийн хэлбэлзлийн хязгаарыг үндэслэлтэй хянаж, туршилт бүрийг 7 удаа давтаж, дундаж утгыг туршилтын үр дүн болгон хүчин зүйлийн түвшний кодоор авдаг. 2-р хүснэгтэд, туршилтын төлөвлөгөө болон үр дүнг 3-р хүснэгтэд үзүүлэв.
| Encoding | Хүснэгт 2. Хүчин зүйлийн хэвтээ кодчилол | ||
| TiC агуулга/% | Так контент/% | Ni Contents/% | |
| X₁ | X₂ | X₃ | |
| 1.682 | 4.4 | 3.2 | 1.05 |
| 1 | 3.93 | 2.92 | 0.90 |
| 0 | 3.25 | 2.5 | 0.68 |
| -1 | 2.57 | 2.08 | 0.46 |
| -1.682 | 2.1 | 1.8 | 0.31 |
| Хүснэгт 3 Туршилтын схем ба үр дүн | ||||
| цуврал | TiC агуулга/% | TaC контент/% | Ni Contents/% | Элэгдлийн эд ангийн ачаалал/% |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 25.79 |
| 2 | 1 | 1 | -1 | 24.8 |
| 3 | 1 | -1 | 1 | 24.66 |
| 4 | 1 | -1 | -1 | 26.11 |
| 5 | -1 | 1 | 1 | 29.03 |
| 6 | -1 | 1 | -1 | 27.22 |
| 7 | -1 | -1 | 1 | 31.60 |
| 8 | -1 | -1 | -1 | 31.80 |
| 9 | 1.682 | 0 | 0 | 26.01 |
| 10 | -1.682 | 0 | 0 | 30.84 |
| 11 | 0 | 1.682 | 0 | 26.17 |
| 12 | 0 | -1.682 | 0 | 32.71 |
| 13 | 0 | 0 | 1.682 | 25.02 |
| 14 | 0 | 0 | -1.682 | 24.99 |
| 15 | 0 | 0 | 0 | 25.28 |
| 16 | 0 | 0 | 0 | 25.13 |
| 17 | 0 | 0 | 0 | 24.67 |
| 18 | 0 | 0 | 0 | 26.39 |
| 19 | 0 | 0 | 0 | 25.32 |
| 20 | 0 | 0 | 0 | 26.08 |
| 21 | 0 | 0 | 0 | 24.79 |
| 22 | 0 | 0 | 0 | 24.71 |
| 23 | 0 | 0 | 0 | 25.80 |
Туршилтын үр дүн, дүн шинжилгээ
Элэгдлийн эд ангиудын ачаалал
Хүснэгт 3-т үзүүлсэн сөрөг довтолгооны хавтангийн ачааллын туршилтын үр дүнд регрессийн шинжилгээ хийхэд Spss мэдээллийн шинжилгээний программыг ашигласан ба регрессийн тэгшитгэлийн тестийн өгөгдлийг Хүснэгт 4-т үзүүлэв.
| Хүснэгт 4 Элэгдлийн хэсгүүдийн ачааллын регрессийн тэгшитгэлийн туршилтын хүснэгт | ||||
| Эх сурвалж | Квадратуудын нийлбэр | Эрх чөлөөний зэрэг | Дундаж дөрвөлжин | F-утга |
| регресс | 16575.89 | 10 | 1657.59 | 2334.63 |
| Үлдэгдэл алдаа | 9.233 | 13 | 0.71 | |
| Залруулга хийхээс өмнө | 16585.13 | 23 | ||
| Засвар хийсний дараа | 143.77 | 22 | ||
F.₀ ₀₁(10,13)=4.10,F=2334.63>F₀ Хүснэгтээс үзнэ үү. ₁(10,13),Тиймээс регрессийн тэгшитгэл нь маш чухал бөгөөд квадрат регрессийн тэгшитгэлийн загвар нь дараах байдалтай байна.
![\[ \эхлэх{массив}{l}A=142.296-23.028 X_{1}-56.088 X_{2}- \\3.209 X_{3}+2.184 X_{1}{ }^{2}+7.969 X_{2 }{ }^{2}-3.902 X_{3}{ }^{2}+ \\2.854 X_{1} X_{2}-1.585 X_{1} X_{3}+5.624 X_{2} X_{3}\төгсгөл{массив} \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-56eecf5ff305cb538bfcb98567963a47_l3.png "QuickLaTeX.com-ээс үзүүлсэн")
3-р зурагт үзүүлсэн шиг 5D контурын зураг зурахдаа Matlab программыг ашиглана.
Зураг дээрх шинжилгээ. 5-аас харахад TiC-ийн агууламж тэг түвшинд байх үед TaC агууламж нэмэгдэхийн хэрээр цохилтын хавтангийн ачаалал эхлээд буурч, дараа нь нэмэгдэх хандлагатай байгааг харуулж байна. TaC агууламж тэг түвшинд байх үед TiC агууламж нэмэгдэхийн хэрээр цохилтын хавтангийн ачаалал удаан буурах хандлагыг харуулдаг. TiC агууламж тэг түвшинд байх үед Ni-ийн өөрчлөлт нь цохилтын хавтангийн ачаалалд бага нөлөө үзүүлдэг. Ni-ийн агууламж тэг түвшинд байх үед TiC-ийн агууламж нэмэгдэхэд цохилтын хавтангийн ачаалал огцом буурч, дараа нь бага зэрэг нэмэгддэг. TaC-ийн агууламж тэг түвшинд байх үед Ni-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр цохилтын хавтангийн ачаалал бага зэрэг буурах боловч түүнд бага нөлөө үзүүлдэг. Ni-ийн агууламж тэг түвшинд байх үед TiC ихсэх үед цохилтын хавтангийн ачаалал огцом буурч, дараа нь аажмаар өсөх хандлагатай байна. Түүнчлэн регрессийн тэгшитгэл болон гурван хэмжээст контурын зургаас туршилтын хүрээнд нөлөөллийн хавтангийн ачаалалд гурван хүчин зүйл чухал нөлөө үзүүлж байгааг харж болно: TaC агууламж, TiC агууламж, Ni агууламж.
Цохилтот бутлуурын цохиурын оновчлол
Оновчлолын математик загвар болон цохилтот бутлуурын гүйцэтгэлийн үнэлгээний индекс бүрийн регрессийн тэгшитгэлийн дагуу Matlab программ дахь шугаман бус оновчлолын fmincon функцийг ашиглах ба оновчлолын процессыг Fₘᵢₙ=Z нөхцөлөөр, өөрөөр хэлбэл хамгийн бага ачаалал. Санал болгож буй хязгаарлалтын функц нь дараах байдалтай байна.
![\[ \эхлэх{массив}{l}F_{\мин }=Z \\\текст { st }\зүүн\{\эхлэх{массив}{l}2.1 \% \leqslant X_{1} \leqslant 4.4 \% \\1.8 \% \leqslant X_{2} \leqslant 3.2 \% \\0.31 \% \leqslant X_{3} \leqslant 1.05 \%\төгс{массив}\баруун.\төгс{массив} \]](https://www.qimingcasting.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-1a240422a5ec7745f930149cd1ce98c4_l3.png "QuickLaTeX.com-ээс үзүүлсэн")
Эмчилгээний оновчтой үр дүн нь: TiC агууламж 3.58%, TaC агууламж 2.77%, Ni агууламж 0.33% байна. Энэ нөхцөлд цохилтот бутлуурын элэгдлийн хэсгийн ачаалал 24.76 кН болохыг симуляцийн туршилт харуулж байна.
Туршилтын баталгаажуулалт
Туршилтыг үндэслэлтэй явуулахын тулд материал бэлтгэх хэрэгслийн нарийвчлалын шаардлагын дагуу Ni-ийн агууламж 0.3% байх үед бутлуурын цохилтын элэгдлийг шалгах, шинжлэхэд UMT-3 элэгдэл хэмжих хэрэгслийг ашигласан. өөр өөр TaC агууламжтай баар (1.8%, 2%, 2.5%, 3%, 3.2%) болон өөр өөр TiC агууламжтай (2.1%, 2.6%, 3.2%, 3.8%, 4.3%, туршилтыг тохиолдол бүрт 10 удаа давтан хийсэн. Туршилтаар олж авсан бутлуурын үлээлгэх туузны элэгдлийн хэмжээг Зураг 6-д үзүүлэв.
Зураг 6-аас үзэхэд TiC-ийн агууламж ижил байх үед TaC-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр цохилтот бутлуурын үлээлгэх баарны элэгдэл аажмаар буурч, TaC-ийн агууламж 2.5% хүрэхэд цохилтот бутлуурын үлээлгэх баарны элэгдэлд хүрч байна. хамгийн бага байх ба дараа нь TaC-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр цохилтот бутлуурын цохилтын баарны элэгдэл аажмаар нэмэгддэг. TaC-ийн агууламж ижил байвал TiC-ийн агууламж өөр байна, TaC-ийн агууламж 1.8%, TiC-ийн агууламж 3.8% элэгдэл нь 2.6% элэгдлийн TiC-ийн агууламжаас их байвал бусад туршилтын үр дүн нь элэгдэлд орсон болохыг харуулж байна. TaC агууламжтай харгалзах жижигээс том хүртэлх цохилтын хавтангууд нь: 3.2%, 3.8%, 2.6%, 4.3%, 2.1% байна. Цохилтот бутлуурын цохилтын хавтангийн элэгдэлд TaC ба TiC агууламжийн нөлөөллийн хандлага нь симуляцийн үр дүнтэй ижил байна.
Дүгнэлт
- EDEM-ийг ортогональ зэсийн хүдрийн виртуал бутлах туршилт болгон ашигласнаар эсрэг хавтангийн хүч дээр суурилсан регрессийн тэгшитгэлийг квадрат регрессийн ортогональ эргэлдэх хосолсон туршилтаар тогтооно. Судалгааны индексийн контурын зургийг Matlab программыг ашиглан үлээх баарны хүчинд үзүүлэх туршилтын хүчин зүйлсийн нөлөөллийн чиг хандлагыг гаргаж, үлээгч баарны хүчинд нөлөөлөх үндсэн ба хоёрдогч хүчин зүйлсийг TaC агуулга, TiC агууламж гэж тодорхойлсон. болон Ni агуулга.
- LT1213 цохилтот бутлуурын цохилтын хавтангийн элэгдлийг багасгах параметрийн оновчтой хослолыг тодорхойлсон. TiC-ийн агууламж 3.58%, TaC-ийн агууламж 2.77%, Ni-ийн агууламж 0.33%, үлээлгэх туузны элэгдэл хамгийн бага, цохилтот бутлуурын үлээх баарны ачаалал 24.76 кН байна.
- Цохилтот бутлуурын цохилтын элэгдэлд TaC болон TiC агууламжийн нөлөөллийн хандлагыг туршилтаар олж авсан нь цохилтын хавтанг дискрет элементийн аргаар шинжлэх нь зөв болохыг харуулж байна.
