Altair Taiwan Blog

工業中散體物料處理問題無處不在，例如，採石場中，岩石被移動、破碎和分級，採礦中，覆蓋層或礦石的挖掘、運輸和處理，70%以上的工業過程都涉及到散體物料。

本文將從設計重型設備開始講起，介紹Altair EDEM™ 如何與 CAE 工具集成，最後展示具體的應用案例。

散料和地面材料不僅對設備的性能影響很大，而且它們的行為也很複雜，因此，了解散體物料在設備上的表現對於確保高性能至關重要。

然而，預測散體物料的行為是相當困難的，因為像沙子、礫石、土壤、岩石和礦石這樣的材料具有非常不同的特性，這些特性可能會隨著地點和環境的不同而變化。 對預期材料行為的假設具有挑戰性，可能導致昂貴的錯誤。 物理測試成本高、耗時長，而且通常只限於少數可用材料和運動。

• 散體物料類比軟體
• 採用離散元方法（DEM）技術
• 用於設備設計的虛擬測試

Altair EDEM 是一種高性能的散體材料模擬軟體。 它使用離散元方法（DEM）建模 ，來類比散體材料或顆粒狀材料的行為，如煤、開採的礦石、土壤、片劑，甚至是粉末，以及它們之間的相互作用及對機器和設備的影響。

它可以讓您在相同的條件下對設備進行虛擬測試，因此您可以在相同的環境中比較不同的設計，並輕鬆地識別由於材料行為引起的變化。

• 瞭解不同材料如何影響設計
• 對具有不同特性的材料進行虛擬測試設計
• 預測散體物料的行為：識別堵塞、溢出和磨損的風險
• 深入瞭解設備與材料的相互作用
• 縮短設計週期
• 減少物理原型製作和測試成本
• 提高生產效率力和可靠性
• 設計性能更高的機器

• 分析卡車的裝卸性能
• 識別磨損區
• 在相同條件下進行虛擬重複測試
• 减少負載周期、車身重量和燃料消耗

卡車車廂– VR Steel 新車廂設計：

• 縮短卸載時間
• 車廂重量減少20%
• 油耗降低11%
• 燃油節省：每輛卡車每年約 70，000 L（約 55000 美元）

卡車車體– Austin 工程：

扁平托盤，居中載入

車在偏心狀態下轉彎，托盤處於10度角

（僅使用EDEM軟體）

EDEM-MBD：挖掘機負荷分析

在例子中，我們面臨的挑戰是如何理解臂架內的部件在不同的材料中進行挖掘作業時的表現。 在這個例子中，一個是粘性較重的鐵礦石，一個是抗剪切力較小的輕質煤材料。

在分析過程中，把EDEM與 Altair MotionSolve™和Altair Activate™結合起來。 在處理過程中，EDEM提供材料載荷，MotionSolve 使用這些資訊作為多體動力學計算的輸入，然後將更新的設備運動資訊傳回 EDEM。 這種交換是持續進行的。

在此類比中，吊臂部件在 MotionSolve 中以柔性體部件的形式表示。 其次，是散體材料，它是由 EDEM 建模的。 最後是我們需要確定尺寸的液壓執行器--這些都是用 Altair Activate 來表示的。

為了使所有這些代碼能夠相互通信，我們有一系列的耦合器與MotionSolve進行通信控制。 通過這些代碼的連接，我們得到了一個整體模型，它包含了設備的所有主要部件。

Altair 軟體可用於採礦和建築設備的設計中：

• 瞭解不同的材料如何影響設計
• 預測散體物料的行為：確定堵塞、溢出和容易磨損區域的風險
• 在相同條件下執行虛擬重複測試
• 改善設備可靠性和最壞情況下的設計
• 縮短設計週期
• 優化設備性能