Визначення параметрів коливань еластичного сита вібраційного грохота методами явної та неявної динаміки гумового елемента
Loading...
Date
2025
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, ННІ ≪Інститут промислових та бізнес технологій≫, ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро
Abstract
UKR: Грохочення є одною з основних операцій при переробки сипкого матеріалу. У процесі експлуатації конструкції просіваючих поверхонь повинні мати високі показники ефективності процесу грохочення, щоб мінімізувати можливості закрупнення або задрібненості класифікованого матеріалу розрахункової крупності. На кафедрі галузевого машинобудування УДУНТ розроблено нову конструкцію еластичної просіючої поверхні, яка має високі експлуатаційні показники роботи. Мета роботи: визначення динамічних параметрів руху елементів еластичного картко-вого сит вібраційного грохоту. Розроблена модель карткового еластичного елемента сита для динамічного аналізу за допомогою методу скінченних елементів. Гума моделювалася нелінійним гіпереластичним матеріалом з моделлю Neo-Hookean. Проведений динамічний розрахунок методами явної та неявної динаміки та визначено його кінематичні характеристики точок (переміщення, швидкість та прискорення). Швидкості та переміщення точок елемента еластичного сита вібраційного грохоту при різних методах розв'язання мають незначні відмінності. Найбільші відмінності є щодо прискорень. У разі Explicit Dynamics має місце поява високочастотних коливань прискорень із досить більшою амплітудою. Проведені розрахунки підтверджують збільшення амплітуди коливань елементів, що просіює поверхні грохоту, в порівнянні з амплітудою коливання короба грохоту. Це свідчить про хорошу динамічної активності запропонованої конструкції сита. Отримано залежності амплітуди коливань точок: при сталому руці грохоту від частоти вібратора; від модуля пружності еластичного елемента.
ENG: Screening is one of the key operations in the processing of bulk materials. During operation, the design of screening surfaces must ensure high efficiency depending on classification conditions and maintain consistent sieve aperture sizes for as long as possible to minimize oversize or undersize fractions of the classified material. The Department of Industrial Engineering at UDUNT has developed a new design of an elastic screening surface with high operational performance. The objective of the study is to determine the dynamic parameters of motion of the elements of a card-type elastic screen in a vibrating sieve. A finite element model of the card-type elastic screen element was developed for dynamic analysis. The rubber was modeled as a nonlinear hyperelastic material with the Neo-Hookean model. A dynamic calculation was performed using both explicit and implicit dynamics methods, and the kinematic characteristics of selected points (displacement, velocity, and acceleration) were obtained. The maximum deformations ranged between 0.12% and 30%, which justifies the use of the Neo-Hookean model. Velocity and displacement results showed minor differences between the methods. How-ever, acceleration values revealed more significant discrepancies. Explicit dynamics introduced high-frequency oscillations with greater amplitudes, leading to noise in the results. This is due to the inherent characteristics of the explicit integration method, which used a time step of approximately~10-7sec.The study also established the dependence of oscillation amplitude on the vibrator frequency and on the elastic modulus of the screen element.
ENG: Screening is one of the key operations in the processing of bulk materials. During operation, the design of screening surfaces must ensure high efficiency depending on classification conditions and maintain consistent sieve aperture sizes for as long as possible to minimize oversize or undersize fractions of the classified material. The Department of Industrial Engineering at UDUNT has developed a new design of an elastic screening surface with high operational performance. The objective of the study is to determine the dynamic parameters of motion of the elements of a card-type elastic screen in a vibrating sieve. A finite element model of the card-type elastic screen element was developed for dynamic analysis. The rubber was modeled as a nonlinear hyperelastic material with the Neo-Hookean model. A dynamic calculation was performed using both explicit and implicit dynamics methods, and the kinematic characteristics of selected points (displacement, velocity, and acceleration) were obtained. The maximum deformations ranged between 0.12% and 30%, which justifies the use of the Neo-Hookean model. Velocity and displacement results showed minor differences between the methods. How-ever, acceleration values revealed more significant discrepancies. Explicit dynamics introduced high-frequency oscillations with greater amplitudes, leading to noise in the results. This is due to the inherent characteristics of the explicit integration method, which used a time step of approximately~10-7sec.The study also established the dependence of oscillation amplitude on the vibrator frequency and on the elastic modulus of the screen element.
Description
Д. Кононов: ORCID 0000-0001-9505-5298
Keywords
явна та неявна динаміки, еластичне сито, вібраційний грохот, explicit and implicit dynamics, elastic screen, vibrating sieve, КГМ
Citation
Кононов Д. О., Ціколія А. З., Єрмократьєв В. О. Визначення параметрів коливань еластичного сита вібраційного грохота методами явної та неявної динаміки гумового елемента. Системні технології. Дніпро, 2025. Т. 3, № 158. С. 117–127. DOI: https://doi.org/10.34185/1562-9945-3-158-2025-12.