写在前面：

EDEM软件内置了模型样例，建模时可以进行参考。在路径D:\EDEM\Application2020\examples下。

官方文档：[Altair EDEM 2022](file:///D:/Programs/EDEM2022/Application/EDEM/help/index.htm#t=Getting_Started.htm%23Getting_Started)

打开：

左侧边栏【Bulk Material】——【Open GEMM Wizard】

设置：

按照材料属性 按照材料名称

小型：反铲、螺旋钻或小型混合设备 中型：前端装载机或小型传送槽 大型：工业研磨机/半自磨机、自动倾卸卡车车身或大型输送斜槽 挖掘机用 超大：拉铲铲斗或满料床

堆积角常用在实验室中测量来反应物料的流动特性。

其中包括表面能（一般在颗粒之间含有水分、黏力时使用）； 颗粒与颗粒之间的碰撞恢复系数、 颗粒与颗粒之间的滚动摩擦系数、 颗粒与颗粒之间的静摩擦系数。

左侧菜单栏——【Environment】——【Boundary Conditions 】

当勾选中某一值后，表示与该方向垂直的两个计算域边界相互连通。 当颗粒从其中一个边界溢出后，将以相同的状态从与之相当于的另外一个边界回到仿真中。

常被用在仿真规模大且有重复部分的设备中，从中取出一个固定规模，以简化仿真。

左侧菜单栏——【Physics】——【Interaction—Particle to Geometry】——【Edit Contact Chain】

创建：

首先，设置颗粒半径到时候需要增加接触半径

左侧菜单栏——【Physics】——【Interaction—Particle to Particle】——【Edit Contact Chain】

勾选【Bonding】选项

设置：

选中【Bonding】选项——点击右下角的齿轮图案

单位面积法相刚度与单位面积切向刚度的大小将影响粘连之后整体的脆性（数值大）或者韧性（数值小）。

临界正应力与临界剪切应力的大小将影响颗粒间Bonding稳定程度，数值小则Bonding键更加容易破碎。

粘合盘半径，决定颗粒的重合范围。

单位面积法相刚度，单位面积切向刚度，临界正应力，临界剪切应力等参数，利用单轴压缩试验，三轴压缩试验，压溃或者切断实验进行标定和得到。

【Bonding】接触的模型在仿真时间步上最好小于20%

【Torque Feedback】：接收外部力的作用并进行反馈。开启之后模型对外力的反馈会更加剧烈，模型的稳定性可能会降低。

处理稳定：

由于运动中速度和加速度的变化，颗粒生成的Bond键会有部分的断裂。为了实现稳定。

左侧菜单栏——【Physics】——【Interaction—Particle to Particle】——【Particle Limits】——【Capped】

该处理会使颗粒之间的接触处于稳定状态，而使Bond不至于断裂，当需要断裂时则需要取消该项勾选。

破碎与断裂仿真：

设置固定板、运动板以及修改仿真的计算域

颗粒建立：

颗粒建立中需要注意半径设置需要增设接触半径。同时颗粒名称需要与颗粒材料名称一致。

外部文档：

==外部文档中颗粒坐标信息的取得：==

左上角顶部工具栏点击【File】——【Export】——【Results Date】 导出时只导出最终仿真时的数据

外部API的使用：

使用该修改颗粒模板的调用地址——【Tools】——【Options】——【File Locations】 修改Contact Models；Particle Body Force；Particles；Factories为当前放置DLL文件的位置

**==注意：==**需要记录之前的颗粒模板位置，建立其他模型的时候需要使用原模版。

bonding粘连模型的建立：

左侧菜单栏——【Physics】——【Interaction—Particle to Particle】——【Edit Contact Chain】

勾选【Bonding】选项——并设置相关参数

颗粒替换导入外部dll文件处理 ：

左侧边栏【Plugin Factories】——右键【Impot Factory】

颗粒体积力的设置：

左侧菜单栏——【Physics】——【Particle Body Force】——【Edit Contact Chain】

增加颗粒体积力的二次开发API文件

颗粒替换后失败爆炸的调整办法：

减小仿真的时间步长。

在Bonding参数设置中增大单位面积法相刚度、单位面积切向刚度、临界正应力、临界剪切应力。

减小替换颗粒的碰撞恢复系数和静摩擦系数，增加被替换颗粒内部的稳定性。

模型建立：

​

模型导入：

左上方顶部工具栏【Tools】——【Options】——【Particle Display】——选中模板，点击【Import】进行导入

调整单位为毫米——重命名颗粒模板

EDEM中非球形颗粒的构建：

新建颗粒材料——增加颗粒——显示颗粒模板——新增颗粒，并调整颗粒位置和大小使之与颗粒模板吻合

单位设置：【Temperature：K】

添加传热接触并设置导热系数：

开启热工量更新并设置比热容：

设置颗粒初始的热力学行为：

**建立初始Block：**建立颗粒模型及材料，建立箱体几何体模型与材料，生成颗粒并使颗粒在箱内完成堆积。

进一步生成：

首先，找到生成颗粒材料。右键，点击【Save Materia Block】。在材料库中会找到新保存的Materia Block。

随后，新建工程，打开材料库，把材料库中新建的Materia Block模型导入新工程。此时材料、接触参数以及小颗粒床的实现导入。

建立完整大小的颗粒床几何模型。右键单击几何体——【Add Material Bed】。

打开Material Bed，选择对应颗粒床。

进行仿真生成完整颗粒床。

补充：完成颗粒床的尺寸需要是原先部分颗粒床的整数倍。

建立颗粒选择：

左侧边栏——【Setup Selections】——【Add Selections】——【Manual Selection】

点击【Enable Manual Selection】选中观测的颗粒——在【Particles】中检查选中颗粒编号

隐藏其他无关颗粒：

【找到对应颗粒组，点击Display】

显示对应颗粒：

左侧边栏【Selections】——【Particle Selections】——【Manual Selection 01】

建立：

左侧边栏——【Setup Selections】——【Add Selections】——【Grid Bin Group】

统计：

左侧边栏——【Queries】——【Edit…】

统计数据类型有

【对象】：粘连；接触 ；几何体；颗粒。 【具体可测量数值】：数量、质量、动能、总能力、速度等。

显示：

通过【Display Mode】——可以选择显示的三种方式【一直显示、只在有数据的时候进行显示、从不显示】

在【Display Options】中可以进行进一步的设置

==【补充】动态跟踪计算域的设置：==

左侧边栏——【Setup Selections】——【Add Selections】——【Geometry Bin】

在后处理中找到分析的几何体，打开几何体分析的界面 点击【Color by】——【Normal Cumulative Contact Energy（法相累计接触能量）】

从几何体表面的累计冲击能量显示颜色判断磨损情况

模型的显示：

取消颗粒和几何体显示，左侧边栏【Selections】——Bonds

Bond模型的输出：

左上角菜单栏【File】——【Export】——【Simulation Deck】

Set Simulation Time，即设置模型保存的时间。若不勾选，则模型形态与当先显示一致。

这样就可以得到一个时刻的仿真模型文件。得到了一个由颗粒bonding组成的几何体模型。可以配合后续不同的步骤使用

断裂模型的可视化显示：

断裂模型的图表显示：

该图显示了随时间变化，Bond键断裂的情况，可以表征颗粒键的断裂或者颗粒破碎。

开启模板显示：

选中显示的颗粒——【Representation—Template】——修改【Ooptions】中的部分选项，并选中模板

颗粒的外表面纹路的渲染：

点击【Load】——选择事先插入的.bmp文件

这节主要讲一下动态统计域的使用方法，解决几何体运动过程中统计区域随几何体一起运动来统计颗粒信息的

标尺的添加与设置：

文本信息的加入：

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。

对于接触模型更加详细的描述和相关的物理模型可以参考， 【基于离散元技术的球磨机参数优化研究_ 李媛华 _吉林大学 _2009年】2.3.3节

时间步的确定：

时步越小，计算所需要的时间就越长。如果时步太大，颗粒的行为就很不规律。 雷利(Rayleigh)时步是 DEM 仿真中的一个关键数字。这是剪波在固体粒子中的传播所占用的时间，这个时间是准静态颗粒集合仿真时步的理论最高限度，在这种粒子集合的接触数（单个粒子的平均接触数量）至少为1，下式为雷利时步的计算公式：

式中$ R$ 是粒子半径，ρρρ 是密度，$G 是剪切模量，是剪切模量，是剪切模量，v$ 是泊松比。实际应用的都是这个最大值的百分数，高接触数（4 个接触以上）的粒子集合的典型时步选为 0.2TR（20%）0.2T_R（20\% ）0.2TR​（20%）就比较合适。在接触数较低时，0.4TR（40%）0.4T_R （40\%）0.4TR​（40%）就比较合适。

在仿真时最好选择该雷利（Rayleigh）时间步长的 20%~40%。时步越小计算越精确，但是由于粒子数众多，计算时间很长，仿真时一般选择雷利时步的 32%。模型建好后，系统会根据用户设置的参数，自动计算出雷利时步的大小，只需选择具体时步占雷利时步的百分比。

栅格尺寸的设置 ：

栅格可以控制仿真速度，通过将整个仿真区域划分为栅格单元，模拟器可以分别检测每个栅格单元，只分析计算那些包含接触点的栅格单元，这样就节省了仿真实间。

配合颗粒之间Bonding键生成与断裂以及颗粒粒径替换，实现原有颗粒替换为小颗粒以及小颗粒受力后的破坏（Bonding键的破坏）。

仿真中需要注意的点：