适收期油菜茎秆离散元仿真参数标定与试验

文献类型： 中文期刊

第一作者： 郭辉

作者： 郭辉;郭烈红;李海峰;董远德;周稳;韩骏轩

作者机构：

关键词： 油菜;参数标定;离散元;粘结模型;联合收获

期刊名称： 农业工程学报

ISSN： 1002-6819

年卷期： 2024 年 40 卷 024 期

页码： 20-29

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 为解决在联合收获时油菜脱粒仿真过程缺乏准确可靠的接触参数和粘结参数的问题，该研究以联合收获适收期油菜茎秆为对象，利用离散元仿真（enhanced discrete element method,EDEM）软件构建油菜茎秆离散元模型，对模型的接触参数和粘结参数进行标定与优化。针对接触模型参数，依次通过Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和BoxBehnken试验，完成油菜中部茎秆仿真接触参数的标定，并得出其数学模型以及模型的一组最优解；针对粘结模型参数，先应用Plackett-Burman试验筛选出影响最大弯曲破坏力的显著因素，再通过二次回归正交组合试验，找出二次回归方程，借助优化求解工具，求出显著因素的最优参数组合。结果表明：在接触模型中，茎秆剪切模量、茎秆-钢板的静摩擦系数和茎秆-茎秆的静摩擦系数对接触模型影响显著（P<0.05），分别为17.251 MPa、0.353、0.383，在优化的参数下堆积角仿真值与实际堆积角相对误差为0.36%；在粘结模型中，单位面积法向接触刚度、单位面积切向接触刚度对粘结模型影响显著，分别为1.89×1010、1.54×1010 N/m3，在优化的参数下弯曲仿真试验表现与实际试验表现一致，最大弯曲破坏力仿真值与实际值相对误差为0.47%，可较好表现适收期油菜茎秆受击打而弯曲折断的力学特性，该研究可为优化油菜联合收获机脱粒装置的结构参数和研究油菜收获过程等研究提供一定的理论基础。

分类号： S225

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