广西甘蔗赤红壤离散元模型参数标定

摘要：

为了系统性地探究广西主要蔗区的赤红壤及开沟接触部件相互作用的离散元仿真参数,采用 EDEM 中的Hertz-Mindlin with JKR 模型,基于斜板碰撞试验方法,将显著因素采用响应曲面优化方法进行回归分析,建立回归方程,得到表面能 JKR 在土壤含水率为 5%、10%、15%情况下分别为 3.03、5.756、7;通过 Design-expert 软件中的优化设计模块结合堆积角物理试验,分别以水平距离 32.5、33.94、33.85cm 为目标,固定静摩擦因数,并利用回归方程预测出多组优化解,得到水平距离分别为 32.4、33.94、33.66cm,与实际误差小于 5%.固定静摩擦因数后,将显著因素代入回归方程得出堆积角分别为 31.85°、41.44°、47.34°,与实际的堆积角 30.67°、40°、46.49°误差分别为 4%、4%、2%,均小于 5%,土壤与土壤接触参数与实际基本一致.开展田间试验测定扭矩,通过对比仿真和实际的旋耕功耗误差,验证EDEM 仿真模型中土壤标定试验参数的准确性.在EDEM 仿真试验中,选取一把旋耕弯刀进行分析,其平均合力约为 133N,而田间试验条件下为 144.3N,两者误差 7.8%,说明土壤模型与实际基本符合.研究结果及方法准确可靠,可为基于离散元法研制适用于广西赤红壤地质条件的甘蔗相关机械提供理论依据.

关键词：离散元法、参数标定、堆积角、开沟部件、赤红壤、甘蔗

所属期刊栏目：45

分类号：S183(农业生物学)

资助基金：国家自然科学基金;广西研究生教育创新计划项目

在线出版日期：2023-07-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：18-26