基于堆积试验的沙蓬种子离散元仿真参数标定

摘要

为了获得沙蓬种子仿真播种过程所需的参数，通过物理堆积试验与仿真堆积试验相结合的方法对沙蓬种子的离散元仿真参数进行标定。首先，对沙蓬种子相关物性参数进行了测定，建立其离散元模型，并利用物理堆积试验获得沙蓬种子的堆积角为45.995°。其次，采用Plackett-Burman试验进行仿真堆积试验，筛选出对堆积角影响显著的参数为：沙蓬种子之间恢复系数、沙蓬种子之间滚动摩擦系数、沙蓬种子与ABS板间静摩擦系数。然后，根据最陡爬坡试验确定显著参数的取值范围；设计二次正交旋转组合试验，建立堆积角相对误差与显著参数的二阶回归方程，得到离散元仿真最佳参数组合：沙蓬种子之间恢复系数为0.529、沙蓬种子之间滚动摩擦系数为0.057、沙蓬种子与ABS板间静摩擦系数为0.629。最后，将最佳参数组合的值进行仿真堆积试验验证，得到仿真试验堆积角为46.740°，与物理堆积试验相对误差为1.62%，表明最佳参数组合选取合理，可为沙蓬种子播种机械离散元仿真参数设置及优化设计提供参考依据。

关键词

沙蓬 / 离散元仿真 / 参数标定 / 堆积角 / 试验设计