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铲斗是挖掘机、装载机等土方机械的较前端部件，用来切削、装运物料，在工作过程中会受到剧烈的冲击和磨损。铲斗的设计是否合理，对整机的可靠性和工作效率有很大影响。

铲斗属于连续体，物料为非连续体，因此单单依靠传统的针对连续体的有限元分析并不能满足铲斗设计分析的需要。

铲斗铲装物料的过程涉及较复杂的颗粒-结构相互作用的问题，该问题又涉及土壤力学、散体力学等方面的研究，物料形态多种多样，环境变化复杂，系统试验和建模都比较困难。

离散元法（DEM，DiscreteElementMethod）是求解与分析复杂离散系统的运动规律与力学特性的一种新型数值方法。

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该方法可以有效地描述非连续介质的散体运动，在模拟颗粒-结构相互作用问题方面非常适用，在铲斗设计领域也得到了一定的应用[1]。

１离散元法的基本理论及其研究现状

离散元法把离散系统看作具有一定形状和质量的离

散单元的集合，并根据其几何特征分为颗粒和结构体两个分系统，每个颗粒或结构体为一个单元，在运用离散元法进行数值模拟时，需对每个单元建模并进行模拟。颗粒与颗粒、颗粒与结构体之间存在接触与脱离、相对运动、接触力与能量的联系，离散元法通过循环计算的方式，跟踪颗粒单元的运动，然后利用颗粒之间、颗粒与结构体之间碰撞产生的能量交换，来求解与分析颗粒-结构相互作用的离散系统的运动规律与力学特性。