离散单元法在金刚石磨粒加工花岗石过程中的应用与实践PDF电子书下载

1绪论 1

1.1离散单元方法的基本思想和发展 1

1.1.1离散单元方法的基本思想 1

1.1.2离散单元方法的发展状况 2

1.2国内外在DEM领域的研究水平和动态 3

1.2.1早期的DEM研究工作 3

1.2.2离散单元理论研究 5

1.2.3离散单元应用研究 6

1.3离散单元法的分析原理与方法 8

1.3.1颗粒流程序方法的特点与假设 8

1.3.2花岗石颗粒流模型的求解策略 9

1.3.3单元接触力学模型 10

1.3.4花岗石颗粒之间的本构关系 14

1.4离散单元法在分析花岗石磨粒加工中的应用 20

1.5花岗石等脆性材料加工分析方法的研究现状 21

1.5.1理论分析研究 21

1.5.2计算机数值模拟研究 22

2花岗石离散单元细观模型的构造 27

2.1细观力学颗粒离散单元方法的解题途径 27

2.2颗粒结构细观参数的选取 28

2.2.1颗粒形状 28

2.2.2颗粒粒径及分布 28

2.2.3颗粒间接触刚度 29

2.3颗粒接触力学模型细观参数 31

2.4颗粒细观参数与花岗石宏观参数关系概述 33

2.5离散单元细观模拟花岗石的生成过程 35

2.5.1初始花岗石颗粒集合体的建立 35

2.5.2花岗石颗粒集合体平衡和稳定状态的形成 36

2.5.3花岗石颗粒集合体中漂浮颗粒的消除 36

2.5.4最终花岗石颗粒集合体的生成 37

3基于改进ORC方法的不规则颗粒形状构造技术 39

3.1非圆形颗粒的构造 39

3.1.1多边形颗粒 39

3.1.2椭圆形颗粒 39

3.1.3石英形状颗粒 41

3.1.4卵形颗粒 41

3.1.5轴对称形状颗粒（3D） 41

3.1.6具有棱角颗粒的构造 41

3.2 ORC方法 43

3.3改进的ORC技术 45

3.3.1颗粒生成程序 46

3.3.2运动协调方程 46

3.3.3计算过程 47

3.3.4计算实例 48

3.4改进ORC方法的验证 52

3.4.1圆盘单元组成试样的切削 52

3.4.2 ORC方法生成试样的切削 54

3.4.3改进ORC方法生成试样的切削 56

3.4.4结果分析 58

4花岗石抗弯强度的离散单元分析 64

4.1细观参数变化与材料宏观特性的关系 64

4.1.1颗粒形状对宏观特性的影响规律 64

4.1.2颗粒体尺寸对宏观特性的影响规律 68

4.1.3颗粒间摩擦系数对宏观特性的影响规律 70

4.1.4孔隙率对宏观特性的影响规律 72

4.1.5颗粒刚度对宏观特性的影响规律 75

4.1.6连接强度对宏观特性的影响规律 77

4.2 G603和G657强度的最优离散单元模拟结果 77

4.2.1三点抗弯实验 79

4.2.2细观参数的确定 80

5单颗金刚石磨削花岗石的二维离散单元分析 82

5.1实验条件与方案 82

5.1.1实验装置与实验条件 82

5.1.2实验内容 83

5.1.3实验结果及讨论 84

5.2单颗磨粒磨削离散单元细观模拟 88

5.2.1单颗磨粒磨削花岗石的离散单元模型 88

5.2.2单颗磨粒磨削动态过程 89

5.2.3离散单元分析计算 90

5.3磨削实验与离散单元计算结果的对比分析 92

5.4单颗粒金刚石切削岩石模型的离散单元模拟与分析 95

5.5磨削表面质量与磨削参数的关系 98

6金刚石锯切花岗石过程的二维离散单元分析 102

6.1实验条件与实验内容 102

6.2锯切花岗石的DEM分析 104

6.2.1锯切花岗石的离散单元模型 104

6.2.2锯切花岗石的模拟过程 105

6.2.3锯切力的变化特征 106

6.3锯切实验与离散单元计算结果的对比分析 111

6.4其他参数下锯切花岗石的DEM分析 113

7单颗粒金刚石磨削花岗石的三维离散单元分析 115

7.1三维离散单元模拟示例1：螺旋运输机输送物料 115

7.2三维离散单元模拟示例2：过滤过程 119

7.3花岗石力学性能的三维离散单元模拟 121

7.4单颗金刚石磨削花岗石的三维离散单元分析 124

7.4.1单颗磨粒磨削过程的三维离散单元模拟 124

7.4.2离散单元计算结果 125

7.5二维与三维离散单元磨削模拟结果的对比分析 128

8单点金刚石磨削花岗石过程中残余应力的离散单元模拟分析 130

8.1花岗石离散单元模型的建立及校准 130

8.2单点金刚石磨削花岗石的离散单元模拟分析 131

8.3切削动态过程 132

8.3.1切削参数对加工表面残余应力的影响 133

8.3.2刀具前角对残余应力的影响 133

8.3.3切削速度对残余应力的影响 133

8.3.4切削深度对残余应力的影响 134

8.4切削残余应力产生机理分析 135

8.5离散单元模拟残余应力云图 136

附录A 书中主要代号及单位说明 140

附录B 三维离散单元实例源文件代码 142

参考文献 162