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基于离散元法的深松铲作业参数优化及松土效应分析
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作者 果霖 方启明 +3 位作者 李明飞 王智 王灿 张立芸 《农机化研究》 北大核心 2026年第1期136-143,共8页
在深松作业过程中,提高作业质量和降低作业阻力一直是保护性耕作技术的重要研究领域。优化深松作业参数是降低作业阻力和提高作业质量的有效方法。为此,基于现有深松铲,用离散元数值仿真分析方法对深松铲铲距、耕深和耕速等作业参数进... 在深松作业过程中,提高作业质量和降低作业阻力一直是保护性耕作技术的重要研究领域。优化深松作业参数是降低作业阻力和提高作业质量的有效方法。为此,基于现有深松铲,用离散元数值仿真分析方法对深松铲铲距、耕深和耕速等作业参数进行优化,以土壤堆积角的物理试验和仿真来标定离散元模型中土壤颗粒间的接触参数。同时,在离散元模型中设置球状、片状、块状、柱状和团聚体等多种颗粒形状来增加仿真的真实性。依据Box-Behnken试验设计进行了不同作业参数组合下的离散元仿真分析,建立了耕作阻力和深松扰动轮廓的比值与各作业参数之间的二阶回归模型,将该模型进一步优化后得到最佳参数组合:铲距为41.77 cm、耕深为25.06 cm、耕速为0.71 m/s。在此条件下进行了仿真验证,绘制了深松铲耕作阻力曲线图和扰动轮廓图,响应值相对误差仅为6.61%,结果表明优化后的深松铲作业参数能够达到降低耕作阻力、提高深松作业质量的目的,可为实际深松作业提供参考。 展开更多
关键词 深松铲 响应面分析 EDEM 参数优化 eepa模型
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基于EEPA接触模型的土壤耕作特性模拟及颗粒球型影响分析 被引量：12
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作者 万里鹏程 李永磊 +4 位作者 苏辰 赵虎 董向前 宋建农 王继承 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期193-206,共14页
采用EEPA(Edinburgh elssto-plastic adhesion)接触模型模拟土壤耕作特性,探究颗粒球型对土壤离散元模型仿真精度及计算效率的影响。测定了室内土槽土壤的静态堆积角、轴向压力、耕作阻力、耕作堆积角等土壤特性参数,确定并优化了单球... 采用EEPA(Edinburgh elssto-plastic adhesion)接触模型模拟土壤耕作特性,探究颗粒球型对土壤离散元模型仿真精度及计算效率的影响。测定了室内土槽土壤的静态堆积角、轴向压力、耕作阻力、耕作堆积角等土壤特性参数,确定并优化了单球土槽土壤离散元模型仿真参数。建立土槽土壤-挖掘犁铲离散元耦合仿真模型并进行仿真参数验证,耕作阻力模拟值与实测值误差为1.70%。以13mm为等效粒径确定了单球、双球、三球、四球等4种土壤颗粒的外形尺寸,采用单球、单球变粒径、双球、三球、四球、多球混合等填充方式建立了6种虚拟土槽,以耕作阻力、耕作堆积角、仿真时间为试验指标开展挖掘犁铲耕作过程仿真试验。试验结果表明:6种虚拟土槽的耕作阻力模拟值与实测值相对误差均小于8%,能够满足耕作阻力模拟要求;耕作堆积角模拟值与实测值相对误差为2.32%~20.32%,单球变粒径、四球、多球混合等虚拟土槽耕作堆积角相对误差均小于10%;单球土槽挖掘犁铲耕作仿真时间约为80.44min,受土壤颗粒填充数量、接触关系及颗粒球型等因素影响,其他填充条件下仿真时间均有显著增加。综合考虑仿真精度及计算效率,土壤耕作阻力模拟时虚拟土槽宜采用单球颗粒填充方式,耕作堆积角模拟时虚拟土槽宜采用四球或多球混合填充方式建立。该研究为土壤-机具互作离散元仿真的建模,EEPA接触模型的参数选择,颗粒球型及填充方法的确定提供了依据和参考。 展开更多
关键词 土壤耕作 离散元 仿真模拟 eepa接触模型 颗粒球型
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