基于EDM离散理论的物料破碎仿真研究开题报告

全文总字数：4818字

1. 研究目的与意义

物料破碎是指物料在外力的作用下，其几何形状由大变小的过程。随着我国经济的迅速发展，各种金属、非金属、化工矿物、水泥及建材等的社会需求日益扩大，需破碎的物料也迅速增加，因此对物料破碎理论的探究在国民经济发展中占有重要地位。

物料破碎理论从提出到现在，已经有 100 多年的历史。有限元法 ( fem) 被创立后，由于其解的唯一性和良好的精度，经过短暂的发展即被广泛的应用于实际工程。而颗粒离散元法的基本原理相对简单，由离散的细观颗粒随机组成的集体来表示连续的或非连续的材料，用简单的颗粒间的接触关系、相互作用关系来体现整体的材料性质，从而完成对物料破碎规律的研究。第一个基于离散元素法的多用途软件 edem 软件于2005年问世，利用其颗粒工厂技术，使我们能更加准确的研究颗粒行为，从而产生对颗粒新的认识，这个软件以它方便的建模、比较快速的计算，方便的后处理赢得了用户的青睐，它的应用除了在岩石力学领域，还有航天、制药、冶金工业、能源工程领域、工程机械领域、土木工程、化学工程、矿物工程等领域都有应用。

离散单元法软件 edem 的另一个突出优点是：它可以与其他数值计算软件进行耦合计算，这些软件包括 fea 有限元软件、cae 软件、cfd 流体力学软件、动力学软件等，从而大大扩大了它的使用范围，解决了很多工程问题，使得离散单元法越来越受到人们的重视。实线证明，离散元dem可以有效的模拟仿真颗粒系统的力学行为。

2. 国内外研究现状分析

物料发生破碎，这是一个复杂的物理变化过程，物料在被破碎的过程中不断与外界进行着物质和能量的交换。在自然界中破碎的本质是建立物料破碎过程中能量消耗的关系。远在几千年前，我们的祖先就已经开始进行破碎作业，但直到第一次工业革命以后，才将破碎作业提升到理论的高度，作为一门新的学科来研究。

1.有限元理论的研究现状：

有限元方法的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。有限元法的基本思想是先化整为零、再积零为整,也就是把一个连续体分割成有限个单元;即把一个结构看成由若干通过节点相连的单元组成的整体，先进行单元分析，然后再把这些单元组合起来代表原来的结构进行整体分析。

3. 研究的基本内容与计划

内容：

本课题研究物料破碎的机理，通过实验验证了仿真模型的正确性。利用建立好的edem仿真模型，研究物料破碎过程和规律，探究在不同的运动方式和运动速度对物料破碎效率的影响，完成对物料破碎的仿真研究。

（1）建立物料破碎的模型；

4. 研究创新点

1.采用离散元法研究物料破碎机理及规律；

2.运用edem软件建立仿真模型；

3.实验与仿真的结合,探究破碎模型的正确性。