香蕉秸秆离散元仿真粘结模型参数标定与试验

作     者：张喜瑞 胡旭航 刘俊孝 杨幼铭 李粤 ZHANG Xirui;HU Xuhang;LIU Junxiao;YANG Youming;LI Yue

作者机构：海南大学机电工程学院海口570228 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2023年第54卷第5期

页      面：121-130页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0828[工学-农业工程] 0901[农学-作物学] 

基　　金：海南省重点研发计划项目(SQ2022XDNY0150) 国家自然科学基金项目(52075137、51965015) 海南省院士创新平台项目(HD-YSZX-202005、HD-YSZX-202101)。 

主　　题：香蕉秸秆 离散元法 粘结参数标定 

摘      要：为提高离散元法对指导香蕉秸秆粉碎还田装备设计与优化的准确性与可靠性,本文利用Hertz-Mindlin with bonding接触模型建立香蕉秸秆离散元粘结模型并进行参数标定。运用高速摄影技术开展碰撞恢复试验、静摩擦及滚动摩擦台架试验,确定了香蕉秸秆碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数等基本离散元模型接触参数。开展香蕉秸秆物理与仿真剪切试验,获得破坏香蕉秸秆外皮的力学特征曲线,确定物理最大剪切力为122.41 N;通过中心组合设计(Central composite design, CCD)响应面法确定香蕉秸秆粘结模型的法向接触刚度、切向接触刚度、临界法向应力与临界切向应力的最佳参数组合为5.89×10^(7)N/m、2.49×10^(6)N/m、1.39×10^(5)Pa、1.34×10^(5)Pa。以参数标定结果进行仿真验证,结果表明,仿真剪切力结果与物理剪切力相对误差仅为2.34%,验证了该粘结参数标定方法的可行性,可为香蕉秸秆粉碎还田机设计与研究提供理论参考。