基于三维激光扫描的大麦籽粒力学建模与试验

• 作者: 彭飞 方芳 王红英
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 农学
• 关键词: 大麦籽粒 三维激光扫描 有限元 力学建模
• 年，卷（期）: 2018,（11）
• 所属期刊栏目: 农产品加工工程
• 页码范围: 342-348
• 页数: 7页
• 分类号: S126|S313
• 字数: 4644字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.11.041

摘要

为研究大麦籽粒在收获、脱粒、贮藏及运输等作业过程的机械损伤,对大麦籽粒进行加载压缩试验和有限元力学仿真.针对目前非规则形状农业物料常规建模方法将其近似处理为规则体,存在测量难度高、数据误差大、仿真精度低等问题,提出了一种基于三维激光扫描的大麦籽粒建模及其力学特性研究方法.以5种含水率、3种加载方式的大麦籽粒为研究对象,利用万能材料试验机对其弹性模量、破碎负载等力学参数进行了测定,结果分别是:大麦籽粒的弹性模量为87.39 ～ 167.84 MPa,破碎负载为70.40～ 157.32 N,屈服强度为0.85 ～2.12 MPa,最大应变为0.26％ ～1.15％.结果表明:随着含水率的增加,3种加载方式下大麦籽粒的弹性模量、破碎负载和屈服强度均明显下降;相同含水率条件下,侧放加载时破碎负载最大,立放加载时破碎负载最小.基于三维激光扫描技术获取了大麦籽粒点云数据,利用Geomagic Studio和Pro/E对其进行点云处理、去噪和逆向建模,得到与真实大麦籽粒形态高度相近的几何模型并进行有限元力学仿真.对比3种加载方式下的试验值和仿真值,两者最大偏差为7.2％,表明了基于三维激光扫描的大麦籽粒建模方法的有效性和精确性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王红英	中国农业大学工学院	101	507	14.0	17.0
2	方芳	郑州大学化工与能源学院	10	22	3.0	4.0
3	彭飞	北京工商大学材料与机械工程学院	6	21	3.0	4.0