[发明专利]一种可破碎谷物颗粒离散元仿真模型构建方法

权利要求书

1.一种可破碎谷物颗粒离散元仿真模型构建方法，其特征在于包括以下内容：

步骤1、基于对真实谷物颗粒特征尺寸的测量，获取近似谷物颗粒几何体的初始尺寸；

步骤2、基于步骤1获取的所述谷物颗粒初始尺寸，在CAD设计软件中生成近似谷物颗粒几何体的三维模型；

步骤3、基于步骤2获取的所述谷物颗粒三维模型，在离散元软件中利用基本粒子对三维模型进行填充，建立谷物颗粒的初始离散元仿真模型；

步骤4、基于步骤3获取的所述谷物颗粒初始离散元仿真模型，在基本粒子间引入虚拟圆柱体粘结键，构建初始可破碎谷物颗粒离散元仿真模型；

步骤5、以常规物理力学试验测量谷物颗粒所得到的力和变形曲线为目标，调整基于步骤4获取的所述初始离散元仿真模型的细观参数，使得利用数值仿真模型计算得到的力与变形曲线与实际测量得到的力与变形曲线相吻合，从而得到可破碎谷物颗粒离散元仿真模型。

2.根据权利要求1所述的一种可破碎谷物颗粒离散元仿真模型构建方法，其特征在于：在建立可谷物颗粒离散元仿真模型时，将谷物颗粒视为由表皮糠层和内部胚乳构成的两相材料，并在其几何体空间内填充两种不同粒径分布的基本粒子，用于对其组成成分进行表征，且相应的填充度和基本粒子数量间满足如下关系：

式中，α为基本粒子填充度，V_T为椭球体空间的体积，N_P为基本粒子的粒径种类，N_V为基本粒子种类，N_i,j为第i种基本粒子中第j类粒径的个数，V_i,j为第i种基本粒子中第j类粒径的体积。

3.根据权利要求2所述的一种可破碎谷物颗粒离散元仿真模型构建方法，其特征在于：在步骤3中，所述基本粒子的粒径分布可为单一粒径分布、正态分布和双峰分布中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种可破碎谷物颗粒离散元仿真模型构建方法，其特征在于：在步骤4中，所述粘结键连接的基本粒子间的力学模型均采用由接触粘结模型和Maxwell粘弹性模型所组成的复合力学模型。

5.根据权利要求1所述的一种可破碎谷物颗粒离散元仿真模型构建方法，其特征在于：在步骤5中，常规物理力学试验可为单轴压缩试验、三点弯曲试验中的任意一种。

6.根据权利要求4所述的一种可破碎谷物颗粒离散元仿真模型构建方法，其特征在于：在步骤5中，复合力学模型中用于表征谷物颗粒离散元仿真模型力学行为的细观参数包括物性参数(泊松比、剪切模量、密度)、接触参数(恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数)以及粘结参数(单位面积法向和切向刚度、临界法向和切向强度、粘性系数)。