有限元方法作为一种简便的数值分析方法，在岩石力学的研究方面有着广泛的应用，在研究深层岩石破碎等难以开展原位实验的课题时，采用有限元方法可以有效解决实验环境难以还原井底环境的难题。

采用有限元软件建立PDC切削齿破岩的仿真模型，并运用有限元显示动力学分析方法进行模拟计算。

图1 三维岩石模型网格示意图

图2 二维岩石模型网格示意图

PDC切削齿在钻压与转速共同的作用下压入岩石，岩石先经过弹性变形阶段，当岩石达到屈服应力后再进入硬化阶段，随着塑性应变的持续增大，岩石的抵抗能力越来越小直至完全失效。当岩石单元完全丧失强度，即形成岩屑，进而形成井眼。

图3 三维岩石损伤分布图

图4 二维岩石损伤分布图

图5 岩屑形成过程

图6 PDC齿破岩比功随后倾角变化关系

图7 PDC齿破岩比功随侧倾角变化关系

图8 PDC齿破岩比功随切削齿直径变化关系