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
作者：叶勇，李建平 著
出版时间：2015年版
内容简介
《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》较为系统地介绍了离散单元法在花岗石切削加工方面的研究和实践情况，结合作者近几年在离散单元方面的研究，从二维和三维方面详细阐述了如何将离散单元法应用于脆性材料加工。全书内容包括离散单元仿真计算和实验验证两方面。在离散单元仿真方面，针对花岗石离散单元建模，《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》介绍了作者提出的基于改进ORC方法的不规则颗粒形状构造技术，通过实验验证了这是最符合花岗石等脆性材料的建模方法。对花岗石进行了二维离散单元锯切仿真，系统分析了仿真数据与实验数据的关联。在二维离散单元分析基础上，进行了单颗金刚石颗粒划擦花岗石表面的三维分析；在实验方面，分别进行了金刚石划擦花岗石加工和预应力加工，讨论了实验数据与仿真数据的内在关联和差异。《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》可供高等院校有关专业教师及研究生使用，还可作为机械制造及加工研究领域的有关工程技术人员的参考用书。
目录
1 绪论
1.1 离散单元方法的基本思想和发展
1.1.1 离散单元方法的基本思想
1.1.2 离散单元方法的发展状况
1.2 国内外在DEM领域的研究水平和动态
1.2.1 早期的DEM研究工作
1.2.2 离散单元理论研究
1.2.3 离散单元应用研究
1.3 离散单元法的分析原理与方法
1.3.1 颗粒流程序方法的特点与假设
1.3.2 花岗石颗粒流模型的求解策略
1.3.3 单元接触力学模型
1.3.4 花岗石颗粒之间的本构关系
1.4 离散单元法在分析花岗石磨粒加工中的应用
1.5 花岗石等脆性材料加工分析方法的研究现状
1.5.1 理论分析研究
1.5.2 计算机数值模拟研究
2 花岗石离散单元细观模型的构造
2.1 细观力学颗粒离散单元方法的解题途径
2.2 颗粒结构细观参数的选取
2.2.1 颗粒形状
2.2.2 颗粒粒径及分布
2.2.3 颗粒间接触刚度
2.3 颗粒接触力学模型细观参数
2.4 颗粒细观参数与花岗石宏观参数关系概述
2.5 离散单元细观模拟花岗石的生成过程
2.5.1 初始花岗石颗粒集合体的建立
2.5.2 花岗石颗粒集合体平衡和稳定状态的形成
2.5.3 花岗石颗粒集合体中漂浮颗粒的消除
2.5.4 最终花岗石颗粒集合体的生成
3 基于改进ORC方法的不规则颗粒形状构造技术
3.1 非圆形颗粒的构造
3.1.1 多边形颗粒
3.1.2 椭圆形颗粒
3.1.3 石英形状颗粒
3.1.4 卵形颗粒
3.1.5 轴对称形状颗粒（3D）
3.1.6 具有棱角颗粒的构造
3.2 ORC方法
3.3 改进的ORC技术
3.3.1 颗粒生成程序
3.3.2 运动协调方程
3.3.3 计算过程
3.3.4 计算实例
3.4 改进ORC方法的验证
3.4.1 圆盘单元组成试样的切削
3.4.2 ORC方法生成试样的切削
3.4.3 改进ORC方法生成试样的切削
3.4.4 结果分析
4 花岗石抗弯强度的离散单元分析
4.1 细观参数变化与材料宏观特性的关系
4.1.1 颗粒形状对宏观特性的影响规律
4.1.2 颗粒体尺寸对宏观特性的影响规律
4.1.3 颗粒间摩擦系数对宏观特性的影响规律
4.1.4 孔隙率对宏观特性的影响规律
4.1.5 颗粒刚度对宏观特性的影响规律
4.1.6 连接强度对宏观特性的影响规律
4.2 G603和G657强度的最优离散单元模拟结果
4.2.1 三点抗弯实验
4.2.2 细观参数的确定
5 单颗金刚石磨削花岗石的二维离散单元分析
5.1 实验条件与方案
5.1.1 实验装置与实验条件
5.1.2 实验内容
5.1.3 实验结果及讨论
5.2 单颗磨粒磨削离散单元细观模拟
5.2.1 单颗磨粒磨削花岗石的离散单元模型
5.2.2 单颗磨粒磨削动态过程
5.2.3 离散单元分析计算
5.3 磨削实验与离散单元计算结果的对比分析
5.4 单颗粒金刚石切削岩石模型的离散单元模拟与分析
5.5 磨削表面质量与磨削参数的关系
6 金刚石锯切花岗石过程的二维离散单元分析
6.1 实验条件与实验内容
6.2 锯切花岗石的DEM分析
6.2.1 锯切花岗石的离散单元模型
6.2.2 锯切花岗石的模拟过程
6.2.3 锯切力的变化特征
6.3 锯切实验与离散单元计算结果的对比分析
6.4 其他参数下锯切花岗石的DEM分析
7 单颗粒金刚石磨削花岗石的三维离散单元分析
7.1 三维离散单元模拟示例1：螺旋运输机输送物料
7.2 三维离散单元模拟示例2：过滤过程
7.3 花岗石力学性能的三维离散单元模拟
7.4 单颗金刚石磨削花岗石的三维离散单元分析
7.4.1 单颗磨粒磨削过程的三维离散单元模拟
7.4.2 离散单元计算结果
7.5 二维与三维离散单元磨削模拟结果的对比分析
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
8.1 花岗石离散单元模型的建立及校准
8.2 单点金刚石磨削花岗石的离散单元模拟分析
8.3 切削动态过程
8.3.1 切削参数对加工表面残余应力的影响
8.3.2 刀具前角对残余应力的影响
8.3.3 切削速度对残余应力的影响
8.3.4 切削深度对残余应力的影响
8.4 切削残余应力产生机理分析
8.5 离散单元模拟残余应力云图
附录A 书中主要代号及单位说明
附录B 三维离散单元实例源文件代码
参考文献
