Разрушение эластомерных элементов сит грохотов в условиях нелинейного деформирования

Abstract

Исследована проблема разрушения эластомерных элементов сит грохотов, используемых в горной промышленности. В качестве метода исследования используется модификация метода конечних элементов – моментная схема конечного элемента для слабосжимаемых материалов, которая позволяет получать адекватные решения для эластомеров. Описан итерационный подход к определению напряженно-деформированного состояния эластомерных конструкций в условиях линейного упругого и вязкоупругого, геометрически нелинейного упругого и вязкоупругого деформирования. Определено напряженно –деформированное состояние ленты-струны при наличии в конструкции трещины. Получено распределение параметров механики разрушения, таких как величина раскрытия трещины и значения J-интеграла, вдоль фронта трещины с учетом нелинейного деформирования. Полученные результаты позволяют со значительно большей точностью прогнозировать долговечность эластомерных элементов сит, что повышает надежность работы грохотов, эффективность грохочения и качество просеивания.

Досліджено проблему руйнування еластомірних елементів сит грохотів, що використовуються у гірничій промисловості. В якості методу дослідження використовується модифікація методу конечних елементів - моментна схема кінцевого елемента для слабкостискаємих матеріалів, що дозволяє одержувати адекватне рішення для еластомерів. Описано ітераційний підхід до визначення напружено-деформованого стану еластомірних конструкцій в умовах лінійного пружного і в’язкопружного, геометрично нелінійного пружного і в’язкопружного деформування. Визначено напружено-деформований стан стрічки-струни при наявності в конструкції тріщини. Отримано розподіл параметрів механіки руйнування, таких як величина розкриття тріщини та значення J-інтегралу, уздовж фронту тріщини з урахуванням нелінійного деформування. Отримані результати дозволяють зі значно більшою точністю прогнозувати довговічність еластомірних елементів сит, що підвищує надійність роботи грохотів, ефективність грохочення і якість просівання.

Destruction of elastomeric elements in the screen sieves used in the mining industry was studied with the help of modified finite element method - a torque scheme of finite element for weakly compressible material - which helps obtaining an adequate technical solution for elastomers. The article presents an iterative approach to determining the stress-strain state of elastomeric structures under the linear elastic and viscoelastic deformation and geometrically nonlinear elastic and viscoelastic deformation. The string-ribbon stress-strain state was determained by availability of fractures in their structure. Distribution of fracture mechanics parameters, such as rate of the fracture opening and rate of the J-integral, along the fracture front was specified with taking into account nonlinear deformation. The obtained results help predicting much more accurately working life of the sieve elastomeric elements and, consequently, improving the screen reliability, screening efficiency and sieving quality.