探究EDEM軟件在農業物料學中的應用

閆莉 賈詠琳

摘 要：本文主要論述了傳統農業物料學的弊端，簡要介紹了EDEM的主要功能，將EDEM用于農業物料學中進行可行性分析，以壓縮單孔為例來說明EDEM具體操作過程，為一線老師教學提供新的技術手段。

關鍵詞：EDEM 農業物料學 教學 仿真

中圖分類號：S22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）09（a）-0172-02

Abstract： This paper mainly discusses the drawbacks of traditional civil engineering courses， briefly introduces the main functions of EDEM， analyzes the feasibility of using EDEM in civil engineering courses， and illustrates the specific operation process of EDEM by taking compressing single hole as an example， providing a new technical means for front-line teachers'teaching.

Key Words： EDEM； Civil engineering； Teaching； Simulation

近年來，我國大力提倡素質教育，對培養全方面高層次的工程技術人員越來越重視。在農業物料學中，主要以老師講述、多媒體視頻播放、手工繪圖等傳統手段授課，學生對于機器內部運動狀態及各零部件受力不能很好地理解，很難達到完美的效果。而EDEM軟件可以進行真實的模擬和仿真，對物料的運動過程全面而真實地還原。

1 傳統教學的弊端

傳統的教學缺少趣味，只憑老師口述機器工作原理及工作過程，學生難以理解，在黑板畫機構受力分析圖，學生只能憑空想象。多媒體播放的視頻帶有局限性，難以從全方位各個角度觀看具體過程，且只能觀看大體對其內部難以詳細描述。此外，帶同學去現場觀看其實際運行過程，由于場地和安全等限制因素難以實現。在農業物料學中，大型設備的實際運行過程的教學中存在諸多弊端，老師傳授的知識學生難以完全理解。

2 EDEM軟件簡介

EDEM是全球首個多用途離散元素法建模軟件，可用于工業生產中的顆粒處理及其制造設備的生產過程的仿真和分析[1-2]。EDEM由3個工程模塊組成，分別為模型創建、仿真求解和數據分析模塊。用戶可以根據自身需要靈活創建顆粒實體的參數（質量、形狀、速度等）。隨著數值仿真技術的發展，EDEM離散元軟件在解決工程問題中發揮著越來越重要的作用[3]。

3 EDEM在土木專業課中可行性分析

EDEM軟件很小安裝方便，對計算機要求不高，32位和64位均可安裝。此軟件操作容易，使用方便，學習起來難度不大，在模擬過程中，CAD、SOLIDWORKS、PRO.E等軟件畫出的實體模型均可直接導入EDEM中，增加仿真的準確性。此外，也可將顆粒的參數特性和其他物理特性添加到EDEM中，方便快捷[4]。在專業課的教學中，宏觀角度來看，EDEM可以直接構建模型、設置參數、進行仿真，然后以動畫形式模擬顆粒在實際模型中的運動軌跡，可分析顆粒的速度、力、位移、應變及對幾何體的影響，生動形象，直觀準確。微觀角度來看，EDEM可以獲得不易測量的顆粒尺度行為信息，可分析單個顆粒在實際行為軌跡中受力變形。此外，EDEM可以減少對物理原型和試驗的需求，眾所周知，實驗課是農業物料學中必不可少的一部分，但是，實驗課程少實驗設備不足等一系列客觀問題使得實驗課形同虛設，學生學不到真正東西。EDEM則可讓這個問題迎刃而解，且引起學生的興趣，有助于培養其積極性和創新性。

4 EDEM應用舉例

以EDEM模擬單孔壓縮過程為例，打開軟件，設置顆粒和幾何體的參數，主要包括泊松比、剪切模量、密度、恢復系數等[5]，然后根據實際需要創建顆粒模型，主要設置顆粒的尺寸、形狀。在PRO.E中畫出實體模型，導入EDEM中形成實體。在顆粒工廠中生成顆粒以待壓縮。然后設置壓縮速度、時間，仿真時間就完成了。整體操作簡單，網上都有相應的教學視頻，學習容易好上手。

5 結語

本文客觀論述了當前農業物料學課的現狀及其中存在的一些問題，簡要介紹了EDEM的功能及論證其在農業物料學課中的可行性分析，以壓縮單孔實驗為例詳細介紹了EDEM的應用過程，豐富了日后農業物料學的教學手段。

參考文獻

[1] 邢志中，張海東，王孟，等.基于EDEM的小型立式粉碎機粉碎刀具優化與研究[J].安徽農業科學，2016，44（15）：267-270.

[2] 陳瑤，秦志鈺，容幸福.基于EDEM的顎式破碎機內物料破碎行為研究[J].機械設計與制造，2017（2）：46-49.

[3] 王雪，何立，周開發.EDEM及其應用研究與最新進展[J].科學咨詢（科技·管理），2016（3）：52-54.

[4] 隋占峰.振動螺旋干法分選的DEM仿真研究[D].中國礦業大學，2014.

[5] 林龍飛.基于多尺度顆粒模型的預磨機破碎能耗分析[D].江西理工大學，2016.