煤粉界面厚度影响下结合面接触刚度分析

来源：振动与冲击杂志2025年第2期北京时间：

作者：杨辛未,，孙东sundongcrui，张帅，吴东璇，陈洪月

单位：1.辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000；2.辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院，内蒙古鄂尔多斯017010

摘要：为研究煤粉界面厚度对结合面接触刚度的影响，对接触表面的微观形貌进行了刻画，实验测量了煤粉颗粒间及其与接触面间的接触参数，并基于颗粒液桥与颗粒破碎理论，采用有限元-离散元耦合方法，建立了含有煤粉界面的结合面三体接触模型，分析了不同煤粉界面厚度对结合面接触刚度的影响。研究结果表明：随着煤粉界面厚度增加，煤粉颗粒破碎数量先增加后降低，当界面厚度为0.5mm时发生破碎的颗粒数量最多，其中中大粒径颗粒主要起到承载作用。随着界面厚度的增加，煤粉颗粒力链数量和长度随之增加，煤粉颗粒间的液桥力随之减小，随着大粒径颗粒的破碎，液桥力会发生骤降。当界面厚度为0.3mm、0.5mm、0.7mm时，结合面三体接触刚度分别为1.792×108 pa/m、1.659×108 pa/m、1.600×108 pa/m，最后采用实验方法进行了验证。研究结果为煤矿装备动态特性与寿命预测研究提供依据。<br>

关键词：煤粉界面；三体接触刚度；多尺度方法；有限元-离散元耦合方法