茶茎秆离散元模型参数标定与试验

作     者：杜哲 李邓辉 李心平 金鑫 吴永彬 于帆 DU Zhe;LI Denghui;LI Xinping;JIN Xin;WU Yongbin;YU Fan

作者机构：河南科技大学农业装备工程学院 龙门实验室成套装备科创中心 河南科技大学图书馆 

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

年 卷 期：2025年第56卷第1期

页      面：311-320页

核心收录：

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(5210521) 河南省科技攻关项目(242102111182) 

主　　题：茶茎秆 离散元 参数标定 力学特性 

摘      要：针对名优茶采收过程中机械部件与茶茎秆相互作用机理不明确、茶茎秆模型不精确等问题，以茶茎秆为研究对象，提出了一种基于粘结增强法的茶茎秆3层离散元仿真模型。以最大剪切力为评价指标，通过Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验，完成茶茎秆仿真粘结参数标定，利用标定的参数构建拉伸和穿刺模型进行相应仿真试验，与物理试验进行对比。结果表明，粘结参数中木质部-木质部法向接触刚度、木质部-木质部切向接触刚度和粘结半径对茎秆力学性能影响显著，其最优组合为3.447×1011N/m3、3.536×1011N/m3和4.404×10-5mm;拉伸和穿刺验证试验相对误差不大于3%,且茎秆受力变化趋势基本一致，表明标定优化后参数具有可行性和准确性，可为茶茎秆相关系统数值模拟研究提供理论基础。