针对使用离散元法进行青贮甘蔗尾茎粉碎作业过程仿真分析时,缺乏相关参数的问题。以青贮甘蔗尾茎(桂糖42号)为研究对象,开展物理试验测定离散元模型基本接触参数,利用EDEM软件建立基于Hertz-Mindlin with bonding接触模型的青贮甘蔗尾...针对使用离散元法进行青贮甘蔗尾茎粉碎作业过程仿真分析时,缺乏相关参数的问题。以青贮甘蔗尾茎(桂糖42号)为研究对象,开展物理试验测定离散元模型基本接触参数,利用EDEM软件建立基于Hertz-Mindlin with bonding接触模型的青贮甘蔗尾茎粘结模型并进行参数标定。通过物理试验得到青贮甘蔗尾茎之间碰撞恢复系数、静摩擦系数以及滚动摩擦系数分别为0.49、0.44、0.15;青贮甘蔗尾茎与45钢之间碰撞恢复系数、静摩擦系数以及滚动摩擦系数分别为0.54、0.24、0.07;设计Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验与Box-Behnken试验,得到单位面积法向刚度、单位面积切向刚度、临界法向应力、临界切向应力与粘结键半径的最佳参数组合分别为2.12×10^(9) N/m^(3)、2.50×10^(9) N/m^(3)、3.0×10^(6) Pa、3.16×10^(6) Pa、1.58 mm;以参数标定结果进行仿真验证,仿真与物理试验最大剪切力相对误差仅为1.33%,表明标定的参数准确可靠。研究可为青贮甘蔗尾茎粉碎设备研制与离散元仿真提供参考。展开更多
为准确快速获得畜禽粪便的接触参数,该研究通过物理堆积试验与仿真方法对猪粪接触参数进行了标定。测定了不同含水率下猪粪的堆积角,建立了含水率与堆积角的回归方程;基于Hertz-Mindlin with JKR球体粘结模型,进行了离散元仿真模拟;采...为准确快速获得畜禽粪便的接触参数,该研究通过物理堆积试验与仿真方法对猪粪接触参数进行了标定。测定了不同含水率下猪粪的堆积角,建立了含水率与堆积角的回归方程;基于Hertz-Mindlin with JKR球体粘结模型,进行了离散元仿真模拟;采用筛选试验设计(Plackett-BurmanDesign,P-BD)对10个初始参数进行了筛选,发现JKR(Johnso-Kendall-Roberts)表面能、颗粒间滚动摩擦系数、颗粒间碰撞恢复系数对猪粪堆积角影响显著;并根据响应曲面试验设计(Box-BehnkenDesign,B-BD)建立了堆积角与显著性参数的二阶回归模型,得到了3个显著性参数值分别为JKR表面能0.03J/m^2、颗粒间滚动摩擦系数0.27、颗粒间碰撞恢复系数0.54;将仿真所得堆积角与物理试验值进行对比验证,相对误差为4.27%。结果表明,该研究提出的标定方法能准确模拟物理堆积试验,可为畜禽粪便接触参数的标定提供参考。展开更多
文摘为准确快速获得畜禽粪便的接触参数,该研究通过物理堆积试验与仿真方法对猪粪接触参数进行了标定。测定了不同含水率下猪粪的堆积角,建立了含水率与堆积角的回归方程;基于Hertz-Mindlin with JKR球体粘结模型,进行了离散元仿真模拟;采用筛选试验设计(Plackett-BurmanDesign,P-BD)对10个初始参数进行了筛选,发现JKR(Johnso-Kendall-Roberts)表面能、颗粒间滚动摩擦系数、颗粒间碰撞恢复系数对猪粪堆积角影响显著;并根据响应曲面试验设计(Box-BehnkenDesign,B-BD)建立了堆积角与显著性参数的二阶回归模型,得到了3个显著性参数值分别为JKR表面能0.03J/m^2、颗粒间滚动摩擦系数0.27、颗粒间碰撞恢复系数0.54;将仿真所得堆积角与物理试验值进行对比验证,相对误差为4.27%。结果表明,该研究提出的标定方法能准确模拟物理堆积试验,可为畜禽粪便接触参数的标定提供参考。
