為獲得可用于稻麥周年地區(qū)土壤流動(dòng)的離散元仿真模擬參數(shù),該研究利用EDEM中Hertz-Mindlin with EEPA接觸模型對(duì)稻麥周年地區(qū)黏重土壤進(jìn)行相關(guān)參數(shù)標(biāo)定,以土壤材料參數(shù)（土壤顆粒間靜摩擦系數(shù)、恢復(fù)系數(shù)、動(dòng)摩擦系數(shù)、土壤剪切模量及土壤泊松比）和接觸模型參數(shù)（黏附力強(qiáng)度、接觸黏附能和接觸塑性比）為標(biāo)定對(duì)象,以室內(nèi)試驗(yàn)及不同參數(shù)組合下仿真得到的土壤休止角為響應(yīng)值,基于響應(yīng)面優(yōu)化標(biāo)定土壤離散元仿真參數(shù)。研究應(yīng)用Plackett-Burman試驗(yàn)對(duì)8個(gè)初始參數(shù)進(jìn)行篩選,發(fā)現(xiàn)土壤—土壤靜摩擦系數(shù)、動(dòng)摩擦系數(shù)以及接觸黏附能對(duì)顆粒堆休止角影響顯著。在通過最陡爬坡試驗(yàn)確定顯著性參數(shù)最優(yōu)值區(qū)間的基礎(chǔ)上,根據(jù)Box-Behnken試驗(yàn)結(jié)果建立休止角與顯著性參數(shù)的二階回歸模型并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化,得到顯著性參數(shù)的最佳組合為:土壤顆粒間靜摩擦系數(shù)0.35、動(dòng)摩擦系數(shù)0.23及接觸黏附能3.78 J/m²、土壤剪切模量10 MPa、土壤顆粒間恢復(fù)系數(shù)0.2、土壤泊松比0.2;黏附力強(qiáng)度-0.001 N、接觸塑性比0.5。以最優(yōu)水平組合進(jìn)行仿真驗(yàn)證試驗(yàn),驗(yàn)證結(jié)果與室內(nèi)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)... 

【文章來源】：中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2020,41(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

EEPA接觸模型的顆粒法相接觸力示意圖

半徑Ri顆粒i與半徑Rj顆粒j之間的重疊量之間的關(guān)系,如圖2所示,d為有重疊情況下兩個(gè)顆粒之間中心距,a為顆粒重疊焦點(diǎn)到中心距連線之間最短距離。由圖2可得到參數(shù)之間的關(guān)系式

顆粒形狀是影響離散元模型對(duì)真實(shí)狀態(tài)預(yù)測(cè)的最關(guān)鍵參數(shù)[20-22]。而在研究土壤與觸土部件動(dòng)態(tài)作用過程時(shí),研究者多按照真實(shí)狀態(tài)下土壤顆粒的形狀及形狀分布創(chuàng)建復(fù)雜的離散元土壤顆粒模型�，F(xiàn)有關(guān)于土壤參數(shù)標(biāo)定的文獻(xiàn)中,多將土壤顆粒簡(jiǎn)化成圓球形土壤顆粒。為了協(xié)調(diào)仿真精度和仿真時(shí)間,國(guó)內(nèi)外研究一般多采用圓球形顆粒。故也將探索圓球形土壤顆粒。仿真效果和仿真時(shí)間與土壤顆粒尺寸有關(guān),故應(yīng)控制土壤顆粒的尺寸在合理范圍之內(nèi)。圖3為填實(shí)1 000 mm3 立方體,對(duì)應(yīng)的顆粒半徑與顆粒數(shù)量。由圖3可知,土壤粒徑與土壤半徑呈指數(shù)關(guān)系,當(dāng)顆粒半徑大于3 mm以后,顆粒數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果和相關(guān)文獻(xiàn),選擇土壤顆粒半徑為5 mm。


本文編號(hào)：3438908