余 成a， 蔡改贫a,b， 郝书灏a， 赵 鑫a， 罗小燕a,b
（江西理工大学 a. 机电工程学院； b. 江西省矿冶机电工程技术研究中心， 江西 赣州 341000）
DOI:10.13732/j.issn.1008-5548.2023.01.008
收稿日期： 2022-05-19，修回日期：2022-10-31，在线出版时间：2022-11-18 16:08。
基金项目：江西省重点研发计划项目，编号：20181ACE50034；江西省教育厅科学技术项目，编号：GJJ200827。
第一作者简介：余成(1998—)，男，硕士研究生，研究方向为智能矿山装备技术及物料破碎动力学。E-mail： 1256201920@qq.com。
通信作者简介：蔡改贫(1964—)，男，教授，博士，博士生、 硕士生导师，研究方向为智能矿山装备技术、智能监控与工业机器人、物料破碎动力学等。E-mail： 1123615286@qq.com。
摘要：以黑钨矿石为研究对象进行超声振动加载试验，通过筛分实验得到矿石破碎后颗粒的粒度分布曲线，计算颗粒的分形维数，利用分形维数定量描述矿石破碎过程，分析分形维数与静载荷、超声波输出功率及颗粒的平均粒度之间的关系。结果表明：当静载荷由100 N增加至500 N时，颗粒的平均粒度由19.513 2 mm减小至5.040 0 mm,分形维数由1.725 2增大至2.541 9;当超声波输出功率由1.56 kW增大至2.60 kW时，颗粒的平均粒度由19.672 9 mm减小至5.040 0 mm,分形维数由1.912 7增大至2.541 9;分形维数分别与静载荷、超声波输出功率及平均粒度之间呈现良好的线性相关性，可以直观地定量描述矿石的破碎过程。
关键词：超声振动加载试验；筛分实验；粒度分布；分形维数；矿石破碎过程；颗粒分形特征
Abstract：Taking the wolframite ore as the research object, the ultrasonic vibration loading test was carried out. The particle size distribution curve of the crushed ore was obtained through screening test. The fractal dimension of the particle was calculated and the ore crushing process was quantitatively described by using the fractal dimension. The relationship between the fractal dimension and static load, ultrasonic output power and the average particle size were analyzed. The results show that when the static load increase from 100 N to 500 N, the average particle size decrease from 19.513 2 mm to 5.040 0 mm, and the fractal dimension increase from 1.725 2 to 2.541 9. When the ultrasonic output power increase from 1.56 kW to 2.60 kW, the average particle size decrease from 19.672 9 mm to 5.040 0 mm, and the fractal dimension increase from 1.912 7 to 2.541 9. Fractal dimension has a good linear correlation with static load, ultrasonic output power and average particle size respectively, and can intuitively and quantitatively describe the ore crushing process.
Keywords：ultrasonic vibration loading test; screening experiment; particle size distribution; fractal dimension; ore crushing process; fractal characteristics of particles
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