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论文精选机施有机肥散体颗粒的一种参数 [复制链接]

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《农业工程学报》年第34卷第18期刊载了中国农业大学工学院袁全春、徐丽明、邢洁洁、段壮壮、马帅、于畅畅和陈晨的论文——“机施有机肥散体颗粒离散元模型参数标定”。该研究由现代农业产业技术体系建设专项资金(项目号:CARS-29)资助。

应用计算机仿真技术研究农业机械与农业物料的作用机理,可以改善机械作业性能,提高研发效率,节约研发成本,因此,计算机仿真技术在农业机械的研发中得到了广泛的应用。有机肥是一种散体物料,基于离散元法建立模型进行仿真,其结果更加可靠。EDEM是离散元仿真常用的软件,仿真中需要输入有机肥模型的参数建立有机肥模型,而这些参数难以通过物理试验测定,常通过虚拟试验进行标定。该文针对有机肥进行其离散元模型参数的标定,为施肥机械的仿真研究提供有机肥模型。

基于EDEM软件的离散元模型,需要输入的参数包括材料本征参数(泊松比、剪切模量和密度)、接触参数(碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数)和接触模型参数(Bonding模型的临界应力等、JKR模型的表面能,等等)。材料本征参数通常是固定的,可以通过查阅文献和试验测定得到。而接触参数和接触模型参数通常需要进行虚拟标定。

虚拟标定是将想要标定的参数作为因素,设置一定的水平,并选择一个便于测定的量作为评价指标,在计算机软件中进行仿真试验,得到这些参数与评价指标的回归模型。然后将实际中测得的该评价指标作为目标,寻找这些参数的最优解。即完成了标定。

该文以休止角作为评价指标,针对样品有机肥,应用EDEM软件,选择JKR凝聚力接触模型,进行了PB筛选试验、最陡爬坡试验和响应面分析试验。以休止角作为评价指标并不能标定所有想要标定的参数,只能标定对休止角有显著影响的参数,所以该文先进行PB筛选试验。

研究结果表明,只有有机肥-有机肥滚动摩擦系数、表面能JKR和有机肥-钢板滚动摩擦系数对休止角有显著影响,其最终标定的值为,有机肥-有机肥滚动摩擦系数0.10,表明能JKR0.,有机肥-钢板滚动摩擦系数0.11。

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