探究EDEM软件在农业物料学中的应用

发布时间：2019-10-08

　　摘 要：本文主要论述了传统农业物料学的弊端，简要介绍了EDEM的主要功能，将EDEM用于农业物料学中进行可行性分析，以压缩单孔为例来说明EDEM具体操作过程，为一线老师教学提供新的技术手段。

　　关键词：EDEM 农业物料学 教学 仿真

　　近年来，我国大力提倡素质教育，对培养全方面高层次的工程技术人员越来越重视。在农业物料学中，主要以老师讲述、多媒体视频播放、手工绘图等传统手段授课，学生对于机器内部运动状态及各零部件受力不能很好地理解，很难达到完美的效果。而EDEM软件可以进行真实的模拟和仿真，对物料的运动过程全面而真实地还原。

　　1 传统教学的弊端

　　传统的教学缺少趣味，只凭老师口述机器工作原理及工作过程，学生难以理解，在黑板画机构受力分析图，学生只能凭空想象。多媒体播放的视频带有局限性，难以从全方位各个角度观看具体过程，且只能观看大体对其内部难以详细描述。此外，带同学去现场观看其实际运行过程，由于场地和安全等限制因素难以实现。在农业物料学中，大型设备的实际运行过程的教学中存在诸多弊端，老师传授的知识学生难以完全理解。

　　2 EDEM软件简介

　　EDEM是全球首个多用途离散元素法建模软件，可用于工业生产中的颗粒处理及其制造设备的生产过程的仿真和分析[1-2]。EDEM由3个工程模块组成，分别为模型创建、仿真求解和数据分析模块。用户可以根据自身需要灵活创建颗粒实体的参数(质量、形状、速度等)。随着数值仿真技术的发展,EDEM离散元软件在解决工程问题中发挥着越来越重要的作用[3]。

　　3 EDEM在土木专业课中可行性分析

　　EDEM软件很小安装方便，对计算机要求不高，32位和 64位均可安装。此软件操作容易，使用方便，学习起来难度不大，在模拟过程中，CAD、SOLIDWORKS、PRO.E等软件画出的实体模型均可直接导入EDEM中，增加仿真的准确性。此外，也可将颗粒的参数特性和其他物理特性添加到 EDEM中，方便快捷[4]。在专业课的教学中，宏观角度来看， EDEM可以直接构建模型、设置参数、进行仿真，然后以动画形式模拟颗粒在实际模型中的运动轨迹，可分析颗粒的速度、力、位移、应变及对几何体的影响，生动形象，直观准确。微观角度来看，EDEM可以获得不易测量的颗粒尺度行为信息，可分析单个颗粒在实际行为轨迹中受力变形。此外，EDEM可以减少对物理原型和试验的需求，众所周知，实验课是农业物料学中必不可少的一部分，但是，实验课程少实验设备不足等一系列客观问题使得实验课形同虚设，学生学不到真正东西。EDEM则可让这个问题迎刃而解，且引起学生的兴趣，有助于培养其积极性和创新性。

　　4 EDEM应用举例

　　以EDEM模拟单孔压缩过程为例，打开软件，设置颗粒和几何体的参数，主要包括泊松比、剪切模量、密度、恢复系数等[5]，然后根据实际需要创建颗粒模型，主要设置颗粒的尺寸、形状。在PRO.E中画出实体模型，导入EDEM中形成实体。在颗粒工厂中生成颗粒以待压缩。然后设置压缩速度、时间，仿真时间就完成了。整体操作简单，网上都有相应的教学视频，学习容易好上手。

　　5 结语

　　本文客观论述了当前农业物料学课的现状及其中存在的一些问题，简要介绍了EDEM的功能及论证其在农业物料学课中的可行性分析，以压缩单孔实验为例详细介绍了 EDEM的应用过程，丰富了日后农业物料学的教学手段。

　　参考文献

　　[1] 邢志中,张海东,王孟,等.基于EDEM的小型立式粉碎机粉碎刀具优化与研究[J].安徽农业科学,2016,44(15):267- 270.

　　[2] 陈瑶,秦志钰,容幸福.基于EDEM的颚式破碎机内物料破碎行为研究[J].机械设计与制造,2017(2):46-49.

　　[3] 王雪,何立,周开发.EDEM及其应用研究与最新进展[J]. 科学咨询(科技·管理),2016(3):52-54.

　　[4] 隋占峰.振动螺旋干法分选的DEM仿真研究[D].中国矿业大学,2014. [5] 林龙飞.基于多尺度颗粒模型的预磨机破碎能耗分析 [D].江西理工大学,2016.

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