本書共分10章，第1章講述振動破碎磨碎過程的模型分析與試驗，第2～4章分別介紹了雙腔顎式、雙腔輥式、圓錐式振動破碎機，第5～7章分別介紹了單筒雙激、雙筒單激、單筒單激雙剛體振動磨，第8章介紹了偏心軸式高速擺振磨，第9章介紹了異軸臥式超細分級磨，第10章介紹了振動破碎磨碎系統設計與仿真。各章內容分別從工作原理、動力學分析、DEM仿真、性能試驗等不同方面進行了闡述。
本書理論與應用并重，以振動破碎、磨碎設備的設計、分析、仿真與試驗為主線，內容翔實，涉及機械動力學、散體動力學、流體動力學、多尺度耦合動力學、剛柔耦合動力學等科學問題，對于從事相關工作的研究人員和工程技術人員都具有很高的參考價值。
侯書軍，男，教授，博士生導師，1963 年7月出生于石家莊市鹿泉縣，卒于2021年12月。1980年9月入讀河北工學院機械一系，1984年6月本科畢業獲學士學位，1987年6月研究生畢業獲碩士學位，后留校任教，并于同年加入中國共產黨。1990年10月在中華人民共和國機械電子工業部礦山機械研究所（石家莊）任工程師、研究室副主任，從事礦山設備研發，也開始了與振動機械的淵源。1994 年4月至2007年6月在河北科技大學任教，歷任講師、副教授、教授，1999年7月擔任碩士生導師，從事振動利用、巖石破碎等方面的研究。為了解決實際工程中的理論問題，1996年3月就讀于天津大學力學系攻讀博士學位，師從著名非線性振動專家陳予恕院士，于1999年7月獲得博士學位。2002年1月至2003年1月受國家留學基金委的委派，在英國斯旺西大學和利茲大學顆粒科學與技術研究所做訪問研究。留學期間具體負責兩個不同但相關的研究課題“振動作用下超細顆粒床的行為與顆粒相互作用力”和“振動磨宏微觀動力學行為的DEM分析”。2003 年11月主持成立河北科技大學振動工程研究所，帶領科研團隊開展了振動破碎磨碎機械的系統研究。2007年7月調入河北工業大學任教，同年11月主持成立河北工業大學振動工程研究所，2012年開始擔任秦皇島港股份有限公司獨立董事。2013年5月被評為博士生導師。
侯書軍教授一生致力于機械工程領域的教學與科研，長期從事振動利用工程領域的研究工作，帶領科研團隊進行了顆粒與粉體技術與裝備、機械系統復雜動力學與控制的研究，還把振動利用工程領域擴展到了特種破巖破障機器人裝備和振動康復技術與裝備領域，并針對其中的共性關鍵問題——含間隙機構動力學與噪聲控制和巖石破碎過程的數字化試驗與機理等展開了系統研究，成為我國該領域有特色的主要研究集體之一。 他還兼任中國振動工程學會理事，中國振動工程學會振動利用專業委員會副理事長，河北省振動工程學會副理事長，中國自動化學會機器人專業委員會委員，中國中西醫結合學會骨科分會外固定專業委員會委員，國家核心期刊《振動工程學報》編委，《振動、測試與診斷》（EI全錄）雜志常務編委等學術職務。在河北科技大學和河北工業大學指導碩士研究生37名，博士生2名，獲授權（中國）國防發明專利5個，（中國）發明及實用新型專利19項，發表論文90余篇，完成數十項863、973、自然基金等項目，獲河北省科技進步三等獎1項。《振動破碎磨碎機械設計·分析·試驗·仿真·實例》一書是他領導的科研團隊二十多年來在振動破碎磨碎機械研究領域取得的科研成果的總結。
第1章破碎磨碎過程本構模型分析與試驗001
1.1破碎磨碎過程分析001
1.2靜壓破碎過程試驗002
1.2.1試驗方案設計002
1.2.2試驗數據分析003
1.3接觸力本構模型分析008
1.3.1接觸力分段多項式模型008
1.3.2接觸力分段線性模型009
1.3.3接觸力模型基于恢復系數的比較010
1.4單球沖擊破碎過程試驗013
1.4.1試驗模型設計013
1.4.2數據處理及參數估計014
1.4.3試驗結果分析015
1.4.4沖擊過程微觀仿真比較017
1.5兩球沖擊破碎過程試驗021
1.5.1試驗裝置設計021
1.5.2試驗數據整理與分析022
1.5.3仿真和試驗數據對比025
1.6沖擊破碎過程微觀圖像試驗030
1.6.1試驗系統與試驗過程030
1.6.2微觀試驗結果分析031
第2章雙腔顎式振動破碎機035
2.1雙腔顎式振動破碎機工作原理035
2.1.1雙腔四動顎式振動破碎機035
2.1.2雙腔簡擺顎式振動破碎機035
2.2雙腔四動顎式振動破碎機動力學仿真分析036
2.2.1雙腔四動顎式振動破碎機動力學建模036
2.2.2雙腔四動顎式振動破碎機動力學響應及振動軌跡分析038
2.2.3雙腔四動顎式振動破碎機雙邊非對稱現象研究044
2.3雙腔簡擺顎式振動破碎機動力學仿真分析048
2.3.1雙腔簡擺顎式振動破碎機動力學建模048
2.3.2雙腔簡擺顎式振動破碎機振動軌跡分析049
2.4雙腔四動顎式振動破碎機典型實例與性能試驗049
2.4.1雙腔四動顎式振動破碎機結構設計與試驗樣機049
2.4.2雙腔四動顎式振動破碎機試驗過程049
2.4.3雙腔四動顎式振動破碎機試驗結果及分析050
2.5雙腔簡擺顎式振動破碎機典型實例與性能試驗052
2.5.1雙腔簡擺顎式振動破碎機結構設計052
2.5.2雙腔簡擺顎式振動破碎機試驗過程052
2.5.3雙腔簡擺顎式振動破碎機試驗結果及分析053
第3章雙腔輥式振動破碎機054
3.1雙腔輥式振動破碎機工作原理054
3.2雙腔輥式振動破碎機動力學仿真分析054
3.2.1雙腔輥式振動破碎機動力學建模054
3.2.2雙腔輥式振動破碎機動力學響應及振動軌跡分析056
3.3雙腔輥式振動破碎機剛散耦合仿真分析與優化060
3.3.1雙腔輥式振動破碎機剛散耦合建模060
3.3.2雙腔輥式振動破碎機剛散耦合仿真分析062
3.3.3雙腔輥式振動破碎機腔型設計優化067
3.4雙腔輥式振動破碎機典型實例與性能試驗068
3.4.1雙腔輥式振動破碎機試驗樣機068
3.4.2雙腔輥式振動破碎機試驗過程068
3.4.3雙腔輥式振動破碎機試驗結果分析069
3.4.4雙腔輥式振動破碎機振動測試試驗070
3.5雙腔輥式振動破碎機可視化試驗研究071
3.5.1雙腔輥式振動破碎機可視化試驗裝置071
3.5.2雙腔輥式振動破碎機可視化試驗過程072
3.5.3雙腔輥式振動破碎機可視化試驗結果與分析072
第4章圓錐式振動破碎機077
4.1圓錐式振動破碎機工作原理077
4.2圓錐式振動破碎機12自由度動力學仿真分析078
4.2.1圓錐式振動破碎機12自由度力學建模078
4.2.2圓錐式振動破碎機12自由度動力學響應079
4.3動錐和定錐六自由度動力學仿真分析081
4.3.1圓錐式振動破碎機六自由度動力學建模081
4.3.2系統動力學參數的試驗辨識082
4.3.3無物料六自由度動力學響應084
4.3.4有物料六自由度動力學響應088
4.4單動錐六自由度動力學仿真分析090
4.4.1單動錐六自由度動力學建模090
4.4.2單動錐六自由度動力學響應091
4.5圓錐式振動破碎機剛散耦合仿真分析095
4.5.1圓錐式振動破碎機剛散耦合建模095
4.5.2物料不可破碎時剛散耦合仿真分析100
4.5.3物料可破碎時剛散耦合仿真分析104
4.6圓錐式振動破碎機典型實例和性能試驗107
4.6.1圓錐式振動破碎機結構設計與試驗樣機107
4.6.2圓錐式振動破碎機試驗及試驗結果分析107
4.6.3圓錐式振動破碎機改進試驗及試驗結果分析110
第5章雙激雙剛體振動磨116
5.1雙剛體振動磨設計思路116
5.2雙激雙剛體振動磨工作原理117
5.3雙激雙剛體振動磨動力學仿真分析118
5.3.1雙激雙剛體振動磨六自由度動力學建模118
5.3.2雙激雙剛體振動磨振動軌跡分析122
5.4雙激雙剛體振動磨剛散結合系數分析126
5.4.1雙激雙剛體振動磨兩自由度動力學模型126
5.4.2雙激雙剛體振動磨的線性剛散結合系數126
5.5雙激雙剛體振動磨典型實例與性能試驗129
5.5.1雙激雙剛體振動磨試驗樣機129
5.5.2雙激雙剛體振動磨空載與加載試驗130
5.5.3雙激雙剛體振動磨磨碎參數影響試驗132
第6章單激雙剛體振動磨137
6.1單激雙剛體振動磨工作原理137
6.2單激雙剛體振動磨動力學仿真分析137
6.2.1單激雙剛體振動磨動力學建模137
6.2.2單激雙剛體振動磨振動信號分析139
6.2.3單激雙剛體振動磨振動軌跡分析141
6.3單激雙剛體振動磨中心剛體偏移問題改進設計144
6.3.1中心剛體偏移問題分析144
6.3.2中心剛體偏移問題改進方案145
6.3.3雙剛體振動磨的磨碎試驗對比146
6.4振動磨制備中藥微粉試驗研究150
6.4.1試驗樣機及原料150
6.4.2試驗流程及中藥微粉特性分析151
6.4.3工藝參數對中藥磨碎效果影響試驗152
第7章偏心雙剛體振動磨154
7.1偏心雙剛體振動磨工作原理154
7.2偏心雙剛體振動磨動力學仿真分析154
7.2.1偏心雙剛體振動磨的剛體動力學建模154
7.2.2偏心雙剛體振動磨的振動軌跡分析156
7.3偏心雙剛體振動磨ADAMS建模與仿真160
7.3.1偏心雙剛體振動磨ADAMS建模160
7.3.2偏心雙剛體振動磨ADAMS仿真結果分析161
7.3.3偏心雙剛體振動磨的軸承振動分析163
7.4偏心雙剛體振動磨ANSYS模態分析164
7.4.1偏心雙剛體振動磨ANSYS建模164
7.4.2偏心雙剛體振動磨模態分析165
7.5偏心雙剛體振動磨DEM剛散耦合分析167
7.5.1偏心雙剛體振動磨DEM建模167
7.5.2離散元模型參數正確性驗證169
7.5.3偏心雙剛體振動磨中磨介運動仿真分析171
7.5.4偏心雙剛體振動磨的參數及結構仿真分析175
7.5.5偏心雙剛體振動磨中物料輸送仿真分析180
7.6偏心雙剛體振動磨試驗研究186
7.6.1偏心雙剛體振動磨的磨介運動試驗研究186
7.6.2偏心雙剛體振動磨的粉磨試驗研究188
第8章偏心軸式高速擺振磨190
8.1偏心軸式高速擺振磨工作原理190
8.2偏心軸式高速擺振磨運動學建模與仿真191
8.2.1偏心軸式高速擺振磨運動學建模191
8.2.2偏心軸式高速擺振磨運動軌跡仿真分析192
8.3偏心軸式高速擺振磨動力學建模與仿真193
8.3.1偏心軸式高速擺振磨動力學建模193
8.3.2偏心軸式高速擺振磨振動軌跡仿真分析195
8.4偏心軸式高速擺振磨剛散耦合建模與仿真201
8.4.1偏心軸式高速擺振磨剛散耦合建模201
8.4.2偏心軸式高速擺振磨剛散耦合仿真分析206
第9章異軸臥式超細分級磨213
9.1異軸臥式超細分級磨工作原理213
9.2異軸臥式超細分級磨氣固耦合建模214
9.2.1網格劃分及獨立性檢驗214
9.2.2兩相耦合仿真參數設定216
9.3異軸臥式超細分級磨工藝參數仿真218
9.3.1進口風速和分級輪轉速正交仿真試驗218
9.3.2磨盤轉速正交仿真試驗224
9.4異軸臥式超細分級磨結構參數仿真226
9.4.1分級輪結構參數正交仿真試驗227
9.4.2磨盤結構參數正交仿真試驗232
9.4.3磨盤結構優化236
第10章破碎磨碎系統設計238
10.1破碎磨碎系統設計238
10.1.1總體設計238
10.1.2設備簡介239
10.2超細氣流分級機的結構設計241
10.2.1超細氣流分級機轉子結構241
10.2.2轉子系統的動力學設計241
10.3超細氣流分級機的數值仿真245
10.3.1超細氣流分級機仿真區域劃分及模型245
10.3.2操作參數對轉子葉片間流場的影響規律245
10.3.3轉子結構對內部流場的影響規律247
10.4旋風除塵器的數值仿真252
10.4.1旋風除塵器工作原理252
10.4.2旋風除塵器空氣流場建模252
10.4.3旋風除塵器空氣流場數值仿真結果253
參考文獻255
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