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振动与冲击

第44卷第2期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVol.44No.22025

煤粉界面厚度影响下结合面接触刚度分析

杨辛未²，孙东，张帅，吴东璇，陈洪月

（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，试验测量了煤粉颗

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0.3mm0.5mm.0.7mm时,结合面三体接触刚度分别为1.792×10°Pa/m、1.659×

10°Pa/m、1.600×10°Pa/m，最后采用试验方法进行了验证。研究结果为煤矿装备动态特性与寿命预测研究提供依据。

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

中图分类号：TD421.61文献标志码：AD01:10.13465/j.cnki.jvs.2025.02.013

Contactstiffnessanalysisundertheinfluenceofpulverizedcoalinterfacethickness

YANGXinweil-,SUNDong,ZHANGShuai,WUDongxuan,CHENHongyue

(1.CollegeofMechanicalEngineering,LiaoningTechnicalUniversity,Fuxin123000,China;

2.OrdosResearchInstitute,LiaoningTechnicalUniversity,Ordos017010,China)

Abstract:Inordertostudytheeffectofpulverizedcoal-interfacesthicknessontheinterfacecontactstiffness,

contactsurfacesmicro-morphologywascharacterized,andcontactparametersbetweenpulverizedcoalparticlesand

contactsurfaceweremeasuredexperimentally.Basedontheparticleliquidbridgeandparticlecrushingtheory.Athree-

bodycontactmodelwithpulverizedcoalinterfacewasestablishedusingthefiniteelement-discreteelementcoupling

method,andtheinfluenceofdifferentpulverizedcoalinterfacethicknessoncontactstiffnesswasanalyzed.Theresults

showthatwithincreasingpulverizedcoalinterfacesthickness,thequantityo