接觸模型描述了元素在相互接觸時(shí)的行為。EDEM中的接觸模型分為基礎(chǔ)模型，滾動(dòng)摩擦模型（多球體），旋轉(zhuǎn)摩擦模型（多面體）和附加模型。

基礎(chǔ)模型定義了粒子材料或粒子與幾何體之間的物理碰撞，通常包括了法向和切向的彈簧力及阻尼力。每次只能選用一個(gè)基礎(chǔ)模型。

在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力和能量損失也很重要，大多數(shù)模型包括滾動(dòng)摩擦，用以說明材料的滾動(dòng)阻力。每次只能選用一個(gè)滾動(dòng)摩擦模型。

除了基礎(chǔ)模型和滾動(dòng)摩擦模型外，還有其他附加模型，如粘結(jié)、熱傳導(dǎo)、磨損、內(nèi)聚力和靜電學(xué)等。

下面就EDEM中常用的基礎(chǔ)模型及附加模型進(jìn)行介紹。

基礎(chǔ)模型

根據(jù)材料是否可壓縮、是否為粘性，可以選用不同的基本模型。

Hertz-Mindlin

Hertz-Mindlin是EDEM中默認(rèn)使用的接觸模型。

在這個(gè)模型中，法向力和切向力都有阻尼分量，其中阻尼系數(shù)與恢復(fù)系數(shù)有關(guān)。切向摩擦力遵循庫侖摩擦定律，滾動(dòng)摩擦力以獨(dú)立于接觸的方向性恒定扭矩模型實(shí)現(xiàn)。

Hertz-Mindlin with JKR

Hertz-Mindlin with JKR是一種具有內(nèi)聚力的接觸模型，該模型考慮了接觸區(qū)內(nèi)范德華力的影響，并允許對強(qiáng)粘性系統(tǒng)進(jìn)行建模，如干粉或濕物料。

Hertz-Mindlin with JKR對切向力、切向阻尼力、法向阻尼力使用與Hertz-Mindlin接觸模型具有相同的計(jì)算方法，法向力則不同，取決于重疊量、相互作用參數(shù)及表面能。

Hysteretic Spring

Hysteretic Spring接觸模型允許將塑性變形行為包含在接觸力學(xué)方程中，從而使顆粒在預(yù)定的應(yīng)力下以彈性方式表現(xiàn)出來。一旦超過這個(gè)應(yīng)力，顆粒就會(huì)發(fā)生塑性變形。結(jié)果是，在沒有施加過大的力的情況下，材料可被壓縮。

Edinburgh Elasto-Plastic Adhesion Model（EEPA）

EEPA捕捉了粘性固體的歷史依賴性和關(guān)鍵特征行為。粘性顆粒狀固體的流動(dòng)行為和處理特性在很大程度上取決于固體先前經(jīng)歷的固結(jié)應(yīng)力。

該模型包括一個(gè)非線性滯后彈簧模型，以說明彈性-塑性接觸變形，以及作為塑性接觸變形函數(shù)的粘著力部分。

EEPA具有多功能性，可以在線性和非線性模式下使用。當(dāng)兩個(gè)顆?；驁F(tuán)塊被擠壓在一起時(shí)，它們會(huì)發(fā)生彈性和塑性變形。假定拉脫強(qiáng)度（粘附力）隨著塑性接觸面積的增大而增大。

附加模型

Relative Wear

相對磨損模型是在模擬過程中確定設(shè)備上高沖擊（法向）和高磨蝕（切向）磨損區(qū)域的一種方法。

該模型根據(jù)物料與設(shè)備之間的相對速度和相關(guān)力進(jìn)行計(jì)算，提供數(shù)據(jù)以表明正在發(fā)生磨損的區(qū)域。雖然它為兩個(gè)或多個(gè)設(shè)計(jì)迭代之間的比較提供了定量的數(shù)值，但它并不確定明確的材料去除率。

其主要運(yùn)用了四個(gè)相對磨損性能來評估設(shè)計(jì)前后的磨損差異。分別是法向累積接觸能量、切向累積接觸能量、法向累積力和切向累積力。其中，法向累積接觸能量和切向累積接觸能量分別測量因材料碰撞和滑動(dòng)而產(chǎn)生的累積能量。

Archard Wear

Archard磨損模型擴(kuò)展了任何基本模型，對幾何表面的磨損深度進(jìn)行了估計(jì)。

其使用理念是：從表面移除的材料量將與在表面移動(dòng)的顆粒完成的摩擦所做的功成正比。

Bonding

Bonding接觸模型通過bonding鍵將球體粘結(jié)在一起，可用于將有限數(shù)量一定尺寸的顆粒粘結(jié)成一個(gè)更大的顆粒。

這種粘結(jié)能夠抵抗切向和法向的運(yùn)動(dòng)，直到所受到的應(yīng)力達(dá)到最大的法向應(yīng)力和切向剪切應(yīng)力，此時(shí)bonding鍵斷裂。此后，顆粒以硬球的形式相互作用。

該模型特別適用于混凝土和巖石結(jié)構(gòu)的建模。

Heat Conduction

熱傳導(dǎo)接觸模型用以計(jì)算粒子-粒子、粒子-幾何接觸間的熱通量。

該模型根據(jù)相對溫度和粒子重疊計(jì)算熱通量，需要與Temperature Update模型結(jié)合使用，每個(gè)顆粒的溫度是根據(jù)接觸模型計(jì)算的熱通量和給定的外部熱通量來計(jì)算。計(jì)算的熱通量僅應(yīng)用于粒子，幾何體可以指定為熱源，但幾何體溫度永遠(yuǎn)不會(huì)改變。

在稀相模擬中，對流傳熱占主導(dǎo)地位，顆粒間或幾何壁間的傳導(dǎo)可以忽略。然而，對于稠密相，顆粒之間的接觸很重要，需要考慮導(dǎo)熱傳熱。

Tribocharging

這是一個(gè)摩擦生電模型，可以用來模擬材料中顆粒與不同材料接觸后電荷的變化。在大多數(shù)ESD（靜電放電）問題中，摩擦生電是主要的電荷產(chǎn)生過程。

Electrostatics

靜電力是顆粒之間由于電荷而產(chǎn)生的力，可以是吸引力，也可以是排斥力。通過在顆粒體力加入一個(gè)靜電模型，將靜電力包含到現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)力中。EDEM靜電模型采用靜電屏蔽，因此在使用該模型時(shí)必須指定區(qū)域。