基于JKR黏结模型的木薯渣离散元仿真参数标定

摘要

木薯渣是栽培基质的理想原料，为优化木薯渣栽培基质作业机械的设计，准确获取木薯渣的离散元仿真参数是至关重要的步骤。以实测含水率为3.75%的栽培用木薯渣为对象，对其进行离散元仿真参数标定研究。通过木薯渣堆积角的物理试验，确定了其堆积角的初始数值；通过Plackett-Burman以及爬坡仿真试验，筛选出主要影响因素，并确定其最优取值区间；在EDEM软件中进行Box-Behnken响应面试验，构建主要影响因素与响应指标之间的回归方程，并以物理堆积角数值37.85°为目标进行优化，最终获得了标定的仿真参数。结果表明：木薯渣-木薯渣静摩擦系数、木薯渣-不锈钢静摩擦系数以及木薯渣-木薯渣滚动摩擦系数对木薯渣的堆积角具有显著影响；通过对比该标定参数下堆积角仿真和物理试验结果发现，两者堆积角的相对误差为3.59%，且堆积形态高度相似，验证了所标定仿真参数的准确性。

关键词

木薯渣 / 堆积角 / 基质 / 离散元 / EDEM软件 / 参数标定

基金资助

广西自然科学基金项目（2025GXNSFBA069533）; 广西重点研发计划项目（2021AB38023）; 广西大学生创新创业训练计划资助项目（S202310602021）