基于离散元的梨园绿肥油菜粘结参数标定研究

摘要

针对果园绿肥油菜机械化收获中刈割环节离散元仿真模拟缺乏模型参数的问题，以盛花期梨园绿肥油菜茎秆为研究对象，依托EDEM分析方法，基于颗粒间的Hertz-Mindlin with bonding粘结模型，开展果园绿肥油菜茎秆破碎离散元仿真模型参数标定研究。研究测定了油菜茎秆的基本特征参数与接触参数，并以此建立油菜茎秆粘结模型，进行油菜茎秆三点弯曲仿真试验。选定最大弯曲破坏力为试验指标，通过Plackett-Burman试验、Steepest Ascent试验和Box-Behnken试验确定了油菜茎秆粘结模型参数，得到油菜茎秆粘结模型法向接触刚度、切向接触刚度、临界法向应力、临界切向应力以及粘结半径分别为5.25×10～9 N·m^-1和4.299×10～8 N·m^-1,4×10～7 Pa, 5×10～6 Pa, 1.267 mm。以此参数组合进行验证仿真试验，结果与试验值之间的相对误差为1.62%,由此表明标定后的参数具有准确和可靠性，可为优化果园绿肥油菜收获机具设计提供理论依据。

关键词

绿肥油菜 / 离散元 / 参数标定 / 粘结模型 / 梨园