球磨过程作为一种大规模制备粉体的机械法破碎工序,在冶金、矿山、建材、化工、食品加工和药材生产等基础工业中都是至关重要的一个环节。但球磨粉碎物料的过程中电耗和钢耗较高,粉磨效率极低。影响球磨过程粉磨效率的因素很多,但对各种影响因素的研究结论相对单一,适用范围小,缺乏对不同影响因素的普适性研究方法和结论,且对影响因素的影响机理和影响过程研究也不够深入。由于介质群运动的微观区域变化对颗粒破碎效率的影响机理研究相对不足,并且不同影响因素的优化过程及结论还需大量的粉磨实验进行指导或验证,致使球磨过程中影响因素的优化调控研究只能依赖于球磨实验,工作量大且环境恶劣,难以从机理上优化和调控影响因素的影响过程。为了揭示球磨过程中不同影响因素下介质群运动微观区域变化对颗粒破碎效率的影响机理,开展了基于EDEM网格划分法的介质群运动区域分布特性对颗粒破碎效率的影响过程研究。通过对介质群运动形态进行区域划分,建立了介质运动速度矢量区域分布模型和碰撞特性区域分布模型。针对不同类型的影响因子:衬板结构和运动模式分别开展了数值模拟和粉磨实验研究。以角螺旋衬板为例,通过建立不同衬板结构中介质群运动速度矢量区域模型和碰撞特性区域分布模型,分析了衬板结构变化对介质群运动区域分布的影响。结合粉磨试验中破碎颗粒产率的变化趋势,得到介质群最佳碰撞能占比与微细颗粒产率的关系函数方程。以颤振耦合运动为例,用同样的方法分析不同激振参数下介质群运动区域分布的变化以及对应条件的粉磨实验中颗粒破碎率和微细颗粒产率,得到介质群运动平均接触力与颗粒破碎率的关系函数方程以及介质群最佳碰撞能占比与微细颗粒产率的关系函数方程。两个函数方程都仅与被磨物料的属性相关,与破碎条件无关。综合分析不同影响因素中介质群运动区域变化趋势与颗粒破碎效率的关系,建立了介质群运动区域特性的数据库,通过调控结构工艺参数或运动参数,使介质群的运动区域特性向数据库中“好”的区域特性转化,从而达到有效调控球磨过程参数,优化生产的目的。基于介质群运动区域特性与颗粒破碎的关系方程,构建了一种揭示球磨过程影响因素对颗粒破碎效率影响机理的优化模型。本论文提出了一种基于介质群运动区域特性的球磨过程影响因素优化方法。从介质群运动微区域变化的角度揭示了球磨过程中不同影响因素对颗粒破碎的影响过程和机理,为预测球磨过程颗粒破碎率和微细颗粒产率、优化衬板结构、调控球磨过程参数以及球磨装置改进提供了参考依据。