关于离散元法计算参数的探讨

计算时步、接触刚度等计算参数的选取对离散元法解的正确与否至关重要,目前普遍采用的方法是先确定接触刚度并选取保险系数后,按照经验公式求得计算时步,但在保险系数的设定上有关文献却不尽相同．作者提出了一种新的方法——恢复系数检验法来选定计算参数．采用离散元法最常用的弹性-阻尼-滑动接触模型编制了计算程序,以颗粒同静置平面之间的正碰撞考察了不同计算参数下的模拟结果,除模拟得到恢复系数外,还考察了碰撞过程的总接触时间和总接触时步数．统计分析结果表明：计算时步是影响模拟精度最重要的因素;模拟误差还同恢复系数的设定值有关,设定值越大,模拟误差就越小;计算时步的大小虽然对碰撞过程的总接触时间影响不大,但是却决定了碰撞过程的总接触时步数,二者之间存在对数线性相关关系,     

用颗粒离散元法模拟筛分过程

基于颗粒离散元法的基本原理，采用VC＋＋．NET开发了筛分作业的二维离散元仿真程序SieveDEM，模拟系统由给料漏斗、筛分机和产品隔板等组成，入筛物料的粒度组成、给料量及筛分机的工作参数等均可人为设定，实现了筛分作业全过程的动态模拟．对模型筛分机的筛分试验进行了数值仿真，模拟结果真实地再现了入筛物料3种典型的运动透筛行为，模拟得到的筛分分配曲线同试验结果基本吻合．将筛面上物料的运动速度按矢量分解的方法划分为输送速度和透筛速度两部分，统计分析结果揭示了二者的波动现象，表明离散元法能够反映筛分过程的本质机理．     

离散元法模拟边坡稳定性若干问题探讨

针对离散元模拟中存在的实际问题 ,如时步选择、网格检索和接触以及边坡稳定的判别等进行了探讨 ,所得出的结论 ,有利于对实际问题的解决 .     

振动筛面颗粒流三维离散元法模拟

基于软球干接触模型对振动筛面上颗粒流的筛分过程进行了三维离散元法(DEM)模拟研究,分析了煤料颗粒流在筛分过程中的运动状态和筛分效率动态变化规律以及入料颗粒的粒度分布对筛分效率的影响.结果表明:各粒级颗粒具有相似的速度变化规律和相近的平均速度幅值.易筛颗粒的筛分效率较高且变化幅度较小,对整体筛分效率的影响较小;难筛颗粒的筛分效率较低且变化较剧烈,对整体筛分效率具有较大的影响作用;沿筛面长度方向,筛分效率在入料端最低,排料端最高,中间较高且基本相等;随着难筛颗粒和阻碍粒含量的增加,筛分效率逐渐减小,当2种颗粒含量分别为25%和10%时,稳定状态下的筛分效率减幅变缓.     

筛分作业离散元模拟程序的开发及应用

基于颗粒离散元法的基本原理,采用VC＋＋．NET开发了筛分作业的二维离散元仿真程序SieveDEM．模拟系统由给料漏斗、筛分机和产品隔板等部件组成,在程序中分别定义了相应的CParticle类、CHopper类和CScreen类用来描述入筛物料、给料漏斗和筛分机．采用滑动-阻尼-摩擦接触模型作为单元间的作用模型,采用“窗口法”解决了接触点的识别判定问题,实现了包括给料在内的筛分作业全过程的动态模拟．可以通过对话框设置入筛物料的物性参数、筛分机的结构参数及工作参数,具备计算进度显示、计算结果保存及连续计算的功能,提供计算结果的动画演示及回放、放映速度控制和统计分析结果图象显示、图象放大及截取等功能,采用实验室筛分试验、半工业筛分试验和工业性筛分试验对该程序的模拟结果进行了全面的验证．本模拟程序的开发不仅为深入认识筛分过程提供了有力的工具,同时还展示了DEM应用于矿物加工领域的广阔前景．     

球磨机工作参数的离散元法分析与改进

引入离散单元法(Discrete Element Method)建立球磨机的介质动力学仿真模型,研究各种工作参数对球磨机生产效能的影响.DEM模型的运动仿真直观地给出了主要工作参数对介质运动形态的影响;通过对比仿真功率值与实验测量功率值,该模型得到了初步的有效性验证,同时给出了磨机功率随其转速变化的情况.利用该仿真模型对磨机结构进行对比可知,不同的提升条轮廓形状能使球磨机产生不同的能量利用率与磨损率效果.这些均显示了DEM仿真模型在分析和改进球磨机工作参数方面的能力.     

基于三维离散元法的筛分效率研究

为了深入了解散体物料的振动筛分机理,以KZX936型振动筛为模型,以三维离散元为方法,采用EDEM软件,选用3种粒度等级的颗粒,模拟了不同激振频率、振幅、振动方向角时的物料运动规律及筛分效率。结果表明:筛面足够长时,频率、振幅及方向角在初始时间时对筛分效率有较大影响,并随频率和振幅的增大而增大,且增大振幅有利于透筛。稳态时增大频率和振幅,筛分效率提高不显著。振幅降低为2 mm时,筛分效率先增加后减小。振动方向角取45°时动态筛分效率最大,并随着振动方向角的继续增大而减小。     

滑动轴承接触参数计算方法的分析

对滑动轴承接触参数的计算方法进行了系统分析。从接触力学的角度论述了工程简化算法、解析算法、数值算法,应用组合磨损理论计算了滑动轴承的接触参数;指出了以往一些算法的不足之处,强调必须应用有限单元法、边界单元法等现代数值方法从接触力学的角度来进行研究。     

基于超圆颗粒模型的二维离散元法计算方法

采用超圆方程建立复杂形状颗粒的二维离散元法分析模型,提出采用外接矩形进行初步的接触检测,采用牛顿下山法进行精确的接触检测、接触点求解和接触叠合量的计算,建立了基于超圆方程的颗粒二维离散元法计算方法。实例验证证明了所建立方法的正确性和有效性,为复杂形状颗粒运动的离散元法仿真分析提供了一种可行的方法。     

机械结合面动态参数的研究

本文对机床结构中典型的结合面——螺栓结合面进行了研究,用有限元法建立了结合部的动力学模型,对结合面动态参数的识别方法进行了理论分析和推导,在此基础上,编制了求解接触刚度和接触阻尼的计算机程序ISD1,通过程序与实验相结合的方法,识别出了结合面本身的接触刚度和接触阻尼,为整台机床的动态特性分析和动态优化设计奠定了基础。     

空间结构的非时间步参数时间有限元法

利用非时间步参数时间有限元法，并结合一种非协调空间八节点等参元，对空间结构的动力响应分析进行了研究。算例表明，本算法是一种适合于窨结构动力响应分析的可靠、有效的新方法。     

应用离散单元法研究散体微观结构

针对散体材料复杂的微观作用机制,采用离散单元法,研究了重力场内由两种粒径球体组成的微观混合结构,分析了各种类型配位数的大小及分布。结果表明,单一接触类型的配位数及分量配位数分布与体积组成有关。具体表现为:随着小粒径粒子体积百分比的增加,小粒子间、大粒子与小粒子间的配位数增大,而小粒子与大粒子间、大粒子间的配位数则减小;小、大粒径分量平均配位数均增大,且大粒径分量配位数增长更快。然而,两种粒径散粒体重力堆积下的全平均配位数与空隙率及体积组成无关,基本保持为定值。     

边坡稳定性强度折减颗粒离散元法分析的细观参数标定策略

根据岩土体力学指标标定颗粒细观参数是应用颗粒离散元解决岩土工程问题的一项基础工作。用颗粒离散元法执行边坡稳定性强度折减法分析时，岩土体抗剪强度随折减系数变化不断调整，使用试算法标定颗粒细观参数则效率严重不足。为解决此问题，采用国产颗粒离散元软件MatDEM，以颗粒细观参数为输入、岩土体抗剪强度指标为输出构建BP神经网络，开发双轴压缩数值模型并行试验技术加速神经网络样本数据的获取过程，重复执行“逆向标定-精度检查-样本修正”实现颗粒细观参数的逆向迭代修正标定。测试试验结果表明，该策略标定的颗粒细观参数与抗剪强度目标高度匹配，数值试验结果与目标值相比误差可控制在不超过1%。采用澳大利亚计算机应用协会（ACADS）的两个边坡稳定性分析经典考题，以模型平均位移突变为极限状态判据执行强度折减法分析，检验该策略的应用效果。结果显示：该策略的标定能力可满足抗剪强度不断调整时颗粒细观参数重新设定的需要，安全系数计算结果与ACADS推荐解具有良好可比性。     

结构有限元模型部分设计参数型修正方法

讨论了结构有限元分析模型部分设计参数型的修正方法，提出了一种利用非完备实测模态参数修正有限元分析模型的迭代修正方法，即振型自由度的扩充在每次迭代中进行，有效地改善了因振型自由度扩充引起的误差，被修正的参数为结构设计参数，所获模型的物理意义十分明确，并与动态设计相适应．实例表明，该方法修正效果良好．     

考虑裂纹时谐波齿轮传动刚度系数的计算

运用断裂力学、材料力学和系统动力学理论来研究裂纹的存在对谐波齿轮传动扭转刚度的影响,推导了考虑裂纹后各构件的柔度、刚度系数解析计算公式,给出了求解传动扭转刚度的计算方法并举例说明,这种方法简单,适合工程计算。     

离散裂隙网络对岩体力学特性影响数值模拟研究

为了研究结构面对破碎岩体力学参数的影响,以溧阳抽水蓄能电站地下厂房工程建设为例,在现场围岩地质条件、岩体结构特征及岩体质量分级等研究的基础上,分别选取主厂房顶拱、上游边墙和下游边墙三处裂隙的密度、迹长和倾角等参数进行统计,基于Monte-Carlo法构建离散裂隙网络,最后通过三轴压缩试验离散元模拟研究离散裂隙网络对岩体...     

边界元法在接地网数值计算中的应用

从恒定电流场的理论出发,运用边界元法（ＢＥＭ）将大型接地网电磁场计算的控制微分方程变换为边界上的积分方程,然后把积分方程离散对以导体流散电流为变量的线性方程组,从而求解出电流场出发,详细介绍了该方法的原理及处理技术,并编程计算了复杂接地网的接地电阻,接触电势和跨步电势,经大量实例计算表明,该方法计算精度高,适合于接地研究及工程实际的应用。