刮板输送机在运输过程中,刮板链循环带动物料沿着溜槽移动,使得中部槽极易磨损失效,进而引起刮板输送机的运行故障,造成巨大的经济损失。因此,提高中部槽的耐磨性十分重要。但变因素下（多种煤质因素和多种输运条件因素）中部槽的磨损区域和磨损程度大不相同,只考虑单一矿井条件下中部槽的磨损无法适应不同矿井的需求。因而本文以离散元法为基础,通过仿真模拟刮板输送机的运行过程,研究了变因素下中部槽的磨损特性,设计和制定了符合具体工况的耐磨仿生中部槽,对提高中部槽的使用寿命具有重大意义。本文研究的主要内容和成果如下:（1）建立了DEM-MBD刮板输送机双向耦合模型,研究了变因素下中部槽的磨损特性。结果表明:变因素条件下,中部槽中板的磨损区域和磨损程度各不相同;对于不同粒径分布的工况,当小粒径煤颗粒较多时,链道下端的煤散料与链条（刮板）的三体磨损造成中板的磨损区域主要在链道下端,且磨损程度较大;随着大颗粒的增多,中板磨损逐渐向链道两侧移动,磨损相对较轻;对于不同输运条件工况,中板磨损程度从大到小依次为:上山10°、平稳、沿推移方向倾斜2°、下山10°。由于重力的分力减缓了颗粒的加速过程,上山工况下煤颗粒更易形成堆积,且更容易卡进刮板链下端,进而造成中板的磨损最为严重。此外,除了上山工况,其余各工况三块中板的磨损程度从大到小依次为:物料输出端中板、中间中板、物料输入端中板。（2）建立了DEM-MBD磨粒磨损试验机（往复式）双向耦合仿真模型,以磨损深度为响应值,基于Plackett-Burman筛选法和响应面法,对四种仿生结构进行了耐磨性探究。结果表明:凹坑型和凹槽型的减磨效果较为显著;试验条件下凹坑型的最优参数组合为:形貌圆坑、直径0.9 mm、深度1.8 mm、角度90°、横向间距13.6 mm和纵向间距10 mm,其中直径、深度和横向间距为显著性影响因素;凹槽型最优耐磨参数组合为:形貌三角槽、宽度0.54 mm、深度0.5 mm、角度46°和间距8 mm,其中宽度、深度和角度为显著性影响因素;交叉槽型仿生结构的减磨效果不显著,但其可以从一定程度上减小刮板链的振动,使得中板受力较为均匀;交叉棱型仿生结构,可以为中部槽的耐磨堆焊修复技术提供参考。（3）利用上述研究中得到的耐磨仿生结构参数组合,设计了符合具体工况的仿生中部槽,通过刮板输送机仿真模型对仿生中部槽的耐磨性和耐磨机理进行探究。结果表明:凹坑型仿生中板可以从一定程度上减小中板一倍的磨损,且磨损较为均匀;分析凹坑型和凹槽型仿生结构耐磨机理发现,凹坑和凹槽结构不仅能有效地减小煤散料与中板的接触面积,破坏煤散料与中板表面接触的连续性,减小磨损行程,还能缓解应力集中,同时使中板与煤颗粒之间产生空气膜,降低摩擦系数。本文研究的变因素下中部槽的磨损特性和设计的符合具体工况的仿生中部槽,可以为提高中部槽的使用寿命提供新思路,为仿生中部槽的设计提供参考。