[发明专利]一种用于标定滚抛磨块摩擦系数的方法

权利要求书

1.一种用于标定滚抛磨块摩擦系数的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过滚抛磨块休止角测试装置进行泻落试验，得到滚抛磨块休止角实验值α；所述滚抛磨块休止角测试装置包括载料板(1)、以及固定设置在载料板(1)上的透明料箱(3)，所述透明料箱(3)顶部设有入料孔，一侧面设置有开口，活动挡板(2)安装在透明料箱(3)的开口处；所述步骤S1具体包括以下步骤：

S101、进行泻落试验：将滚抛磨块装入透明料箱(3)中，滚抛磨块装入量为透明料箱(3)容积的70％～100％，待滚抛磨块完全静止后，以0.5m/s～2.5m/s的速度向上移动活动挡板(2)，使滚抛磨块自由泻落在载料板(1)上，停止泻落后，滚抛磨块在载料板(1)上形成稳定的滚抛磨块堆；

S102、拍照：使用相机拍摄泻落试验得到的滚抛磨块堆，拍摄时相机镜头中心所在直线垂直于滚抛磨块堆的纵截面；

S103、计算处理得到滚抛磨块休止角实验值α：使用Matlab软件对采集到的滚抛磨块堆进行灰度化、灰度变换、二值化、去除无用区域、边界搜索处理，提取出滚抛磨块堆的边界，使用最小二乘法对提取出的滚抛磨块堆边界进行线性拟合，得出拟合直线的斜率k，根据公式求出滚抛磨块休止角实验值α；

S2、使用离散元仿真建立与滚抛模块休止角测试装置相同的仿真模型，并设定滚抛模块的本征参数与接触参数的值，所述本征参数包括泊松比、剪切模量、密度，所述接触参数包括滚抛磨块间的回弹系数、滚抛磨块间的静摩擦系数、滚抛磨块间的滚动摩擦系数、滚抛磨块与载料板间的回弹系数、滚抛磨块与载料板间的静摩擦系数、滚抛磨块与载料板间的滚动摩擦系数；

S3、以与所述泻落试验中相同的试验参数进行试验，形成稳定的仿真滚抛磨块堆，对所述仿真滚抛磨块堆进行测量，得出滚抛磨块休止角仿真值β；

S4、使用响应曲面试验法，不断调整仿真模型中的接触参数的值，重复进行步骤S3，得到不同接触参数组合下的滚抛磨块休止角仿真值β，并根据公式求出休止角仿真值β与休止角实验值α之间的相对误差δ；

S5、对步骤S4中的相对误差δ取绝对值后进行回归分析，建立接触参数与相对误差δ之间的回归模型，得到相应的回归方程；

S6、求解得到的回归方程的最小值，得到所述滚抛磨块的摩擦系数。

2.根据权利要求 1所述的一种用于标定滚抛磨块摩擦系数的方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：

S401、以接触参数作为试验因素，每个因素选高低两个水平，通过Plackett-Burman试验设计进行仿真试验，得到每次仿真试验的滚抛磨块休止角仿真值β，并对试验结果进行分析，得出接触参数中影响滚抛磨块休止角的显著因素；

S402、将步骤S401中得到的3个对滚抛磨块休止角仿真值β影响显著的因素作为试验因素，进行最陡爬坡试验设计，重复进行步骤S3，得到滚抛磨块休止角仿真值β，并根据公式求出休止角仿真值β与休止角实验值α之间的相对误差δ；

S403、对实验结果进行分析，找到相对误差δ最小时对应的接触参数中的显著因素的值，作为Box-Behnken试验设计的中心点，并将与该值相邻的接触参数中的显著因素的值作为低水平和高水平，通过Box-Behnken试验设计进行重复进行步骤S3，得到15组相对误差δ；

所述步骤S5中，对步骤S403中的15组相对误差δ以及对应的接触参数值建立回归模型，得到相应的回归方程。

3.根据权利要求 2所述的一种用于标定滚抛磨块摩擦系数的方法，其特征在于，所述滚抛磨块为刚玉或碳化硅材料制成。

4.根据权利要求 1所述的一种用于标定滚抛磨块摩擦系数的方法，其特征在于，

所述步骤S2中，使用离散元软件EDEM建立与所述滚抛磨块休止角测试装置参数完全相同的几何模型。

5.根据权利要求 1所述的一种用于标定滚抛磨块摩擦系数的方法，其特征在于，所述步骤S1中，进行多次泻落试验，并对得到的滚抛磨块休止角求平均后，得到滚抛磨块休止角实验值α。