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案例研究

万博Ansys Rocky + opti俚语用于博世的最佳食品包装


罗伯特博世包装技术公司将opti俚语与Rocky DEM结合使用,以获得颗粒状食品垂直灌装模拟的精确模型


介绍

垂直灌装

垂直灌装是一种灵活的工艺,通常用于颗粒状食品的工业包装,如糖果、零食和烘焙食品。该过程如图1所示。通过增加颗粒部滴出的频率,可以很容易地提高产量。但是,各部分之间的时间距离必须保持足够大,以便有足够的时间进行密封。否则,颗粒被夹在密封颚之间,这往往导致需要维护。因此,紧凑的下降部分是重要的,以保持过程的可靠性。

离散元法(DEM)

1.概述

离散元法(DEM)通过假设颗粒是刚性的来简化接触。变形是通过允许粒子之间的小重叠来实现的。然后用与电流重叠的简单关系计算接触力。在不同的DEM实现中可以使用各种接触模型。这里使用的模型是Walton和Braun[1,2]提出的线性迟滞模型(图2)。

2.模型校准

识别DEM模拟的模型参数具有挑战性[4,5]。数值模型定标是一种很有吸引力和常用的方法,它包括改变模型参数,同时将模拟结果与实验结果进行比较,直到真实情况得到满意的再现。校准通常在一个相对简单的代表性实验[6]中进行。然后可以执行一个连续的验证步骤,以验证模型参数是否在实际过程中有效。

3.解算器噪声

由于颗粒系统是高度混沌的,初始条件的微小变化,例如单个颗粒在掉落[3]之前在收集仓中的精确位置,可能会极大地影响过程结果[7]。物理随机性,就像过程设计一样,对于实现理想的结果和避免不利的结果非常重要。对于物理过程和模拟过程都是如此。

目标

在这项研究中,必须找到颗粒状食物样本的模型参数。被选中的是一种裹着糖衣的、一口大小的巧克力糖果,里面有一个多孔的饼干芯。作为校准试验,使用了与工业过程非常相似的跌落试验,代表原位校准[5]。此外,还评估了将物理随机性纳入DEM模拟的必要性及其对定标的影响。最后,对方法的可行性、鲁棒性和准确性进行了比较。

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