海南热区砖红壤颗粒离散元仿真模型参数标定

• 作者: 吴鹏 张喜瑞 张锐 汝绍锋 董学虎 邢洁洁 陈瑛
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 砖红壤 离散元模型 休止角 参数标定 破土阻力
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 158-166
• 页数: 9页
• 分类号: S220.1
• 字数: 6597字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2020.05.018

摘要

为获取适用于海南热区砖红壤与触土部件相互作用的离散元仿真模型参数,该文利用EDEM仿真软件中Hertz-Mindlin with JKR接触模型对海南地区砖红壤进行相关模型参数标定,首先以含水率为7.8％、实际休止角为32.35°的砖红壤为研究对象,以物理试验获取的砖红壤-砖红壤、砖红壤-触土部件间恢复系数、静摩擦系数及滚动摩擦系数为标定对象,应用Plackett-Burman设计试验筛选出对休止角有显著影响的参数:即砖红壤-砖红壤滚动摩擦系数、JKR表面能、砖红壤-28MnB5板滚动摩擦系数、砖红壤-砖红壤恢复系数.进一步以砖红壤颗粒休止角为响应值,基于Box-Behnken设计试验得到休止角与显著性参数的二阶回归模型,并以实际休止角为目标,针对显著性参数进行寻优,得到最佳组合:砖红壤-砖红壤滚动摩擦系数为0.07、砖红壤-28MnB5板滚动摩擦系数为0.24、砖红壤-砖红壤恢复系数为0.4、JKR表面能为4.31 J/m2.最后在标定的参数下进行休止角与破土阻力离散元仿真验证试验,对比计算得出仿真休止角与实测休止角相对误差为0.62％,仿真破土阻力与实测破土阻力相对误差为3.43％,并通过对比分析两次试验中破土阻力变化曲线的拟合情况,得出两曲线间的可决系数R2=0.9939,均方根误差RMSE=0.0177,该结果表明标定所得相关参数可用作海南热区砖红壤离散元仿真.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张喜瑞	海南大学机电工程学院	69	367	10.0	15.0
2	张锐	海南大学机电工程学院	11	30	4.0	5.0
3	汝绍锋	海南大学机电工程学院	20	37	4.0	4.0
4	董学虎	中国热带农业科学院农业机械研究所	25	90	6.0	8.0
5	吴鹏	海南大学机电工程学院	6	32	3.0	5.0
6	邢洁洁	海南大学机电工程学院	1	0	0.0	0.0