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1、EDEM 的接触模型都分别适用于什么问题?龚明,1. Hertz-Mindlin 模型。基本的颗粒接触模型,用于常规颗粒的接触作用。2. Hertz-Mindlin with RVD RollingFriction 模型。在基本的 Hertz-Mindlin 模型基础上调整了滚动摩擦力的计算方式,适于强旋转体系对物料滚动特性有严格要求的问题。3. Hertz-Mindlin with JKR 模型,又称 JKR Cohesion 模型。适用于药粉等粉体颗粒和农作物、矿石、泥土等含湿物料,颗粒间因静电力、含湿水分等原因发生明显粘结和团聚。4. Hertz-Mindlin with bonding
2、 模型。用于模拟破碎、断裂等问题,采用小颗粒粘结成大块物料,外力作用下颗粒间粘结力会发生破坏,从而产生破碎及断裂效果。5. Hertz-Mindlin with Heat Conduction 模型。带有热传导的基本接触模型,用于要求温度分析的场合,颗粒接触后会因温度差而产生热传导。6. Hysteretic Spring 模型。用于颗粒受到较大压力后产生塑性形变的场合,如:注塑充模、压路、捣固等。7. Linear Cohesion 模型。传统的颗粒粘结模型,用于一般性粘结颗粒的快速计算,亦可用于含湿物料。但与 JKR Cohesion 模型的区别是:JKR Cohesion 模型计算的粘性
3、力同时存在于颗粒接触的法向和切向上,而 Linear Cohesion 模型的粘性力只存在于法向。8. Linear Spring 模型。基本颗粒接触模型,用于常规颗粒的快速计算及定性分析。9. Moving Plane 模型。用于模拟传送带等具有表面滑移速度的结构体。以上接触模型可以满足大多数工程应用需要,然而实际问题千变万化,不可能涵盖所有情况。因此,EDEM 提供了 API (Application Programming Interface) 二次开发接口,使用户可以根据特殊问题定制模型,最大程度满足仿真模拟的要求。edem 仿真时有时会出现颗粒穿过几何体壁面跑到外部,会是什么原因?龚
4、明,若模型的物理参数设置正确,那么出现这种情况一般都是因为时间步长过大了,需要进一步减小时间步长。通常我们设置时间步长都是取瑞利时间步的 530%,但是有些时候,因为问题本身的复杂性,这个比例的时间步长仍然会显得过大,需特别注意。另外,为了提高计算速度,经常会采用降低剪切模量的方法;但是这个方法在提高计算速度的同时,也可能会因为剪切模量过小,使得壁面无法产生足够的阻挡力,导致颗粒透过壁面。这种情况在颗粒很小的时候比较容易出现。PFC 与 EDEM 软件各有什么优缺点?哪个软件比较容易学?龚明,EDEM 和 PFC 都是基于离散元算法,所以在原理上其实并无太大不同,主要是在应用上有差别。1、ED
5、EM 具有非常友好的图形用户界面,无论是前处理建模还是后处理获得各种数据图表,都非常方便;而 PFC 主要还是采用命令的操作方式。2、EDEM 是全三维的离散元求解器,当然,如果想简化成二维也是可以的;PFC 则是分为 2D 和 3D 两个版本。3、EDEM 能够方便的进行各种非球形颗粒建模,采用球面填充法组建非球形颗粒。4、EDEM 的并行计算效率就我了解明显优于 PFC。5、EDEM 能够支持 CAD 模型导入,能够非常快速的进行复杂几何结构建模。6、EDEM 可以实现和 CFD、FEA 及 MBD 的耦合,处理更加复杂的问题。7、EDEM 具有基于 C+语言的二次开发接口(API 接口)
6、,支持自定义复杂的动力学模型。8、PFC 主要应用领域在岩土力学,EDEM 目前应用范围非常广,重工、农机、制药、冶金、化工均有比较深入的应用。当然,软件都在不断发展之中,任何优势和劣势都不是绝对的。同时,也要看使用者能将软件的功能发挥到什么程度。如何获得 EDEM 中的材料物性参数?EDEM 中需要的材料参数看起来很复杂,怎么才能获得比较准确的材料参数呢?龚明,EDEM 中需要的材料物性参数大致可分为三类:1、材料本征参数:泊松比、剪切模量和密度。这是材料自身的特性参数,和外界无关,通常来说能比较固定,可以从一些物性手册或文献中查到,也有比较成熟的实验方法可以测得。2、材料基本接触参数:碰撞
7、恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数。这是两个物体发生接触时才会起作用的物性参数,和发生接触的两个物体都有关系。这三个参数变化非常大,比方说不同抛光度的钢球其摩擦系数会有很大的不同,因此无法做成物性手册或数据库的形式供查阅。通常都需要采用实验测定或“虚拟实验”标定。3、接触模型参数。某些特殊的接触模型还会需要额外的模型参数,如 JKR Cohesion 和 Linear Cohesion 需要一个“能量密度”来表征颗粒接触的粘性,Bonding 模型需要五个额外参数以描述颗粒间粘结键的作用等等。这些参数由于是模型化的,很难与实际的物料特性(如物料湿度)直接换算,通常必须采用“虚拟实验”标定。 “
8、虚拟实验”标定又叫“参数匹配”,是离散元研究中确定物料参数常用的方法,其主要原因就是离散元算法需要的参数非常模型化,很难直接获取。其做法就是模拟一些基本的物料参数实验,如堆积角、料仓卸料等,通过不断的调整离散元参数,使模拟出来的物料堆积角、卸料质量流率等与真实情况相一致,则认为该参数值是符合实际情况的。还有如 Bonding 模型中的参数,可以模拟三轴应力实验、十字板剪切实验等,当模拟获得的应力应变参数与真实实验获得的参数相一致,也就可以认为参数是准确的。请问,EDEM 软件能与 Ansys 耦合使用吗?我就是想利用 EDEM 中强大的颗粒工厂生产一定容积的颗粒,数量不定。谢谢!如果能耦合,有
9、什么版本的要求吗?或者最好能提供耦合的方法。还有,用 EDEM 能给机械零件加载力或加速度吗?然后直接用 EDEM 软件求解强度等。龚明,应该和你前面那个问题放在一起看的话Ansys 就是计算容器本身的的应变,但它受到的外部力需要通过其他途径获得,如颗粒对容器的作用力要从 EDEM 中提取,而容器与其他物体的撞击力则使用 ADAMS。不管是 Ansys 还是 Nastran,都有自己的外部数据输入格式,将获得的上面那些力,调整成有限元软件需要的格式,就可以继续去计算其强度问题了。EDEM 和 FEA 的耦合,目前都是采用这种手动转换格式的方法,没有直接的接口。当然,因为 EDEM 本身可以获得容器表面的受力分布,也可以处理为强度。EDEM 中可以给结构体指定运动,如果要给结构体加载力的话,需要 2.5.1 以上版本。有没有关于 EDEM 软件的书推荐?谢谢!市面上有两本 EDEM 的教材,一本是王国强老师的 离散单元法及其在 EDEM 上的实践,另一本是胡国明老师的颗粒系统的离散元素法分析仿真。在 EDEM 中,如何处理生物质颗粒(非球形、不同形状)?龚明,一、常规的用多个球面搭建成的非球形颗粒,具体可以参考 EDEM 的基础教材,非常简单。二、用 Bonding 模型将多个小颗粒粘接成任意形状的大颗粒,此方法可以做出柔性、破碎等比较复杂的效果出来,但难度较高!