中文摘要：

在工农业生产中，大量存在着散粒物料（如颗粒农产品、颗粒药品、土壤和煤炭等）与机械部件的接触作用，传统力学方法不能很好地解决这些机械部件的性能优化问题。本项目研究离散元法的边界建模方法、离散元法分析软件及其与CAD软件集成方法等，提出由机械部件的CAD模型（CAD软件设计图）建立其三维离散元法分析模型的方法和实边界与虚边界的概念，在此基础上实现CAD软件与自主研制的三维离散元法分析软件集成，从而构建一种集设计和性能分析评价为一体的与散粒物料接触作用的机械部件新设计分析软件。该软件的优点是，在设计阶段通过修改机械部件的CAD模型，能对不同结构和尺寸的机械部件进行性能分析和评价，以实现机械部件结构方案和尺寸参数的优化，还能进行机械部件工作过程的动态仿真，由此分析其工作机理或发明新原理的机械部件，为与散粒物料接触作用的机械部件优化设计和虚拟设计提供一种新方法和新手段。

结论摘要：

随着计算机技术的发展，基于离散介质力学的颗粒动力学理论- - 离散元法，愈来愈引起人们的重视，该方法可以解决传统力学方法不能解决的问题。本项目研究离散元法的边界建模方法，研究球体、椭球体颗粒的邻居搜索和接触检测方法，研究离散元法分析软件及其与CAD软件集成方法等关键技术，提出由机械部件的二维CAD模型（二维CAD软件设计图）建立其三维离散元法分析模型的方法，在此基础上实现了二维CAD软件与自主研制的三维离散元法分析软件集成，从而构建出一种集设计和性能分析评价于一体的新设计分析软件。采用该新设计分析软件对球体颗粒之间、颗粒与平面边界之间的接触碰撞过程进行了分析，并与试验结果进行了比较，初步证明了该软件的可行性及优点即在设计阶段通过修改机械部件的CAD模型，能对不同结构和尺寸的机械部件进行性能分析和评价，以实现机械部件结构方案和尺寸参数的优化；还能通过机械部件的CAD模型，进行机械部件工作过程的动态仿真，由此分析机械部件的工作机理或发明新原理的机械部件，为与颗粒材料接触作用的机械部件优化设计和虚拟设计提供了一种新方法和新手段。