大果沙棘籽和果渣的离散元仿真参数标定

摘要

为解决大果沙棘浆果打浆分离原汁后沙棘籽和果渣混合物的机械分离研究缺乏准确接触参数的问题，通过物理试验和仿真试验对大果沙棘籽和果渣的物性参数和接触参数进行标定。通过压缩试验标定了大果沙棘籽的本征参数；通过自由落体试验、斜面滑移试验、斜面滚动试验及仿真分析，得到大果沙棘籽与Q235钢板的碰撞恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数分别为0.550、0.449、0.039;通过最陡爬坡试验和Box-Behnken试验优化沙棘籽颗粒间的接触参数组合，通过仿真试验验证确定大果沙棘籽颗粒间的碰撞恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数分别为0.150、0.344、0.013;设计Plackett-Burman试验筛选出与果渣有关且对沙棘籽和果渣混合物料堆积角影响最显著的3个参数：果渣剪切模量、果渣-果渣静摩擦系数、果渣-果渣滚动摩擦系数，通过最陡爬坡试验确定3个参数的最佳取值范围，通过Central Composite试验建立二阶回归方程，对回归方程进行寻优求解得到3个显著参数的最优参数组合：果渣剪切模量1.57×10～6、果渣-果渣静摩擦系数0.303、果渣-果渣滚动摩擦系数0.145。最优参数组合经EDEM仿真验证得出仿真堆积角与实际堆积角的相对误差为2.78%。研究结果可为大果沙棘籽与果渣的分离研究提供相关依据。

关键词

沙棘籽 / 果渣 / 堆积角 / 仿真试验 / EDEM