在当前所有机械加工方式中,磨削作为一种精加工方式,占有非常重要的地位。但是,由于其具有切削速度高、随机性强、磨粒-工件间相互作用复杂、砂轮-工件接触区材料行为复杂等特点,对磨削的理解一直被认为是加工领域的“黑匣子(black art)”。随着计算机技术的发展,仿真技术被逐渐引入到磨削研究中。其对于强动态过程的强大描述能力,恰好适合用于研究高速、复杂、难以观测的磨削过程。磨削仿真工作一般分为砂轮建模和磨削仿真两步,且都已受到磨削界广泛的研究。但现有砂轮建模方法和磨削仿真方法都是建立在连续体假设基础上的,即认为砂轮是连续体,无气孔、粘结剂等内部结构,并使用以连续体为基本假设的材料行为理论对砂轮进行分析计算。而这与真实砂轮的非连续微观结构不符。为解决上述问题,本文尝试使用一种基于非连续体材料理论的、能够描述砂轮真实物理结构及其材料行为的、介观仿真方法——离散元素法,进行砂轮建模和磨削仿真,并对建立的砂轮模型和磨削仿真结果进行了讨论。为验证模拟结果的正确性,本文还开展了针对砂轮模型和磨削仿真的验证实验。结果发现,使用离散元法进行砂轮建模和磨削仿真,除了能够在取得和实验相类似的结果,验证其进行磨削仿真的可行性、正确性、准确性以外,还能够得到一些其他现有仿真方法无法得到的重要结果(如磨削过程中粘结剂的受力情况),充分的体现了该方法的先进性。将离散元素法引入到磨削研究中,不光从介观尺度上补偿了现有磨削仿真技术的空白、搭建了微观磨削仿真和宏观磨削仿真之间的桥梁、为未来开展跨微、介、宏三观的多尺度磨削仿真奠定了重要基础、对砂轮非连续性微观物理结构描述方面实现了突破,而且可能将在砂轮制备配方设计、砂轮制备工艺设计、砂轮磨损与寿命预测等诸多与微观物理结构相关的磨削研究方面发挥更加重大的作用。本文主要内容如下：(1)将离散元素法引入到磨削仿真中。并结合磨削加工的特点,对仿真过程中使用该理论时遇到的一些问题进行了说明并给出了解决方法。(2)在没有成熟离散元商业软件的背景下,通过使用“C++语言编写自定义功能子函数,并借用EDEM软件图形界面进行前后处理”的方法,展开了磨削离散元模拟的研究。并针对编程过程中的数据存取及更新方式、程序构架等主要问题提出了解决方案。(3)在离散元砂轮建模过程中,基于实验观察,提出了使用截头八面体形状对SiC磨粒进行描述；通过实验测量统计,得到了该形状磨粒的尺寸分布规律；给出了建立平行键等离散元砂轮建模中关键步骤的操作办法；并从三维形貌和微观结构两个方面将建立的离散元砂轮和真实砂轮进行了对比,证明了使用离散元素法开展砂轮建模的正确性、可行性以及准确性。(4)在无前人相关离散元数据的背景下,通过开展无约束压力实验、巴西劈裂实验和三点弯曲实验,对砂轮建模参数进行了标定。为开展离散元砂轮建模和磨削仿真研究奠定了基础。(5)在第2、3、4章研究的基础上,进行了离散元素法磨削仿真。并通过开展验证实验,从加工工件表面质量和磨削力两个大方面,表面粗糙度、三维轮廓、砂轮单位宽度法向磨削力、砂轮单位宽度切向磨削力四个小方面,对实验和仿真结果进行了定量或定性分析,验证了使用离散元素法进行磨削仿真的正确性以及可行性。(6)在证明了离散元磨削仿真的正确性和可行性之后,从磨削与成屑过程、粘结剂受力两个能够体现离散元磨削仿真特点的方面入手,讨论了离散元素法磨削仿真的优势。结果发现：使用离散元素法进行磨削仿真,不仅从介观尺度上补偿了现有磨削仿真技术的空白、为未来开展跨微、介、宏三观的多尺度磨削仿真奠定了重要基础,而且增强了现有方法对砂轮非连续性微观物理结构的描述能力,这可能将在砂轮制备配方设计、砂轮制备工艺设计、砂轮磨损与寿命预测等诸多与微观物理结构相关的磨削研究方面发挥更加重大的作用。从一定程度上体现了使用离散元素法进行磨削仿真的的先进性。