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图2.2 板锤---物料冲击碰撞的有限元模型
图 2. 2中 ，物料中心与板锤上表面平行。将此时板锤与岩块之间的相互位置关系定义为M。以M为基础，将物料向上或向下移动一定量，即可获得板锤与物料之间的其他位置关系。为了加以区分，分别将物料向上和向下移动后的位置关系用字母H和乙表示。仿真试验时，将物料分别向上和向下移动三次，每
图2.3 L3, H3的有限元模型
次移动一个单位，从而获得6种位置关系，分别用HI和L表示，下标1、2、3表示移动的单位数量。加上M，则一共有7种位置关系。移动一个单位是指:以物料中心为基准，将上半部或下半部分为若干等分，每一等分称为一个单位。例如，物料向上移动一个单位为Ht，向下移动三个单位为L3。图2.3为与和场的板锤--物料有限元模型。
破碎机也同样存在着磨损的情况，破碎机破碎腔的磨损情况，其原因在于影响衬板磨损因素太多，诸如物料硬度、研磨性、粒度、水分和被破碎的物料量以及给料方式与操作条件等。既使这些因素相同，对同一种破碎机由于破碎腔形状不同，则衬板磨损情况也不一样。以细破碎机破碎腔磨损分析如下。
破碎机开始运转期间进入破碎机平行区人口处所破碎物料的数量最多，此后急剧下降。因此平行区受到强烈磨损和破碎机经过运转若干天后，平行区逐渐发生变化。
随着衬板的磨损和破碎腔轮廓变化的程度，沿破碎腔高度被破碎的物料分布的比较均匀。在衬板极限磨损范围内都存在破碎腔轮廓尺寸的变化，特别是后期平行区不复存在，整个腔形完全失去原有的轮廓。此时给料口尺寸大约减小1.4－1.7倍，给料口所处理的物料数量最多。由于平行区不存在使得产品质量变坏，破碎机产量也下降。
综上所述，由于衬板磨损不均匀，破碎腔失去原破碎腔形状，导致衬板寿命低和破碎机技术经济指标下降。所以这种破碎机破碎腔应该改进。
对破碎机腔型的数值仿真研究：仿真试验的物料为花岗岩，其参数为:密度=2700k g/m3，弹性模量=56GPa，泊松比=0.3，板锤材料为高铬铸铁，其密度=7550 kg/m3，弹性模量=135GPa，泊松比=0.25。转子半径R=0.66m,物料边长=188mm。板锤的冲击速度=36m /s物料受冲击后，其各个部位的运动轨迹是不同的。在仿真分析时，将岩块中心节点的运动轨迹作为整个岩块的轨迹。
图2.4 块运动轨迹仿真结果
图 2. 4为 物料受冲击后的飞行轨迹。图2. 4的原点(0, 0)为岩块左侧表面中心的初始位置坐标，7条曲线对应于7种板锤--物料位置关系。
7条曲线的斜率和截距均不相同。不同的截距反映了岩块中心高度的变化。假设在各飞行轨迹上存在反击板，则反击板的法线应与物料飞行轨迹平行。按照这种思路，将得到对应于7条飞行轨迹的7段反击板平面。将各段平面平滑连接，即可得到所需要的反击板形状。观察图 2. 4 可以发现，轨迹H3，H2，H1，M，L几乎是相互平行的。经过对图2. 5中各飞行轨迹的回归分析，可以得到各轨迹的倾角，如图2. 5。图中的横坐标1--7对应于7种板锤--物料位置关系，即H3，H 2，H 1，M ，L1，L2，L3，纵坐标为物料飞行轨迹与水平面之间的夹角。
图2.5 岩块轨迹倾角变化轨迹
显然，当物料位置高于M时，其轨迹倾角变化较为缓慢，而当物料位置低于M时，其轨迹倾角的变化急剧增大。因此，在确定反击板形状时，可以如下进行:在M轨迹以上，反击板形状可采用平面，该平面法线平行于轨迹H2或H3- M轨迹以下，反击板形状设计成曲线形状，该曲线与物料飞行轨迹交点处，其法线平行
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