机收麻山药离散元模型构建及其仿真参数标定

• 作者: 李浩 贾雅丽 赵建国 郝建军 马志凯 龙思放
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 农作物 模型 离散元法 麻山药 参数标定
• 年，卷（期）: 2019,（20）
• 所属期刊栏目: 农业装备工程与机械化
• 页码范围: 34-42
• 页数: 9页
• 分类号: S539|S313
• 字数: 6366字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.20.005

摘要

由于麻山药收获过程缺乏有效数值模拟,在很大程度上阻碍了麻山药收获机的设计与优化.该文测定了麻山药的密度、长度、径向尺寸、抗压、抗弯及抗剪强度,基于离散元法建立了麻山药双峰分布模型,并对黏结参数进行校核;以土壤堆积角为响应值,对沙壤土基质间的碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数和表面能 4 个参数进行标定,建立了土壤堆积角与 4 个参数之间的回归模型并进行验证,标定了麻山药与钢板、沙壤土间的碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数.试验结果表明,麻山药双峰分布模型能够表征麻山药的力学特性,参数校核得到法向刚度、切向刚度、临界法向应力、临界切向应力及黏结半径分别为9.3×105 N/m、3.0×106 N/m、0.58 MPa、0.14 MPa、3.5 mm;沙壤土基质间的碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数及表面能分别为0.42、0.20、0.30、0.40 J/m3,离散元仿真试验后得到的土壤堆积角与试验结果平均误差为1.48%;麻山药与钢板之间的碰撞恢复系数、静摩擦因数及滚动摩擦因数分别为0.34、0.26、0.049,与沙壤土之间的碰撞恢复系数、静摩擦因数及滚动摩擦因数分别为 0.21、0.38、0.075.研究结果可为麻山药机械化收获及产后加工等仿真试验提供一定的理论参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郝建军	河北农业大学机电工程学院	91	659	16.0	21.0
2	赵建国	河北农业大学机电工程学院	65	367	10.0	15.0
3	马志凯	河北农业大学机电工程学院	34	29	2.0	4.0
4	李浩	河北农业大学机电工程学院	22	27	3.0	4.0
5	贾雅丽		5	2	1.0	1.0
6	龙思放	河北农业大学机电工程学院	5	8	2.0	2.0