小麦籽粒振动筛分黏弹塑性接触模型构建及其参数标定

被引：17

作者：

刘凡一

张舰

陈军

机构：

[1] 西北农林科技大学机械与电子工程学院

来源：

农业工程学报 | 2018年 / 34卷 / 15期

基金：

高等学校博士学科点专项科研基金;

关键词：

计算机仿真; 模型; 农作物; 离散元; 小麦籽粒; 黏弹塑性; 接触模型; 参数标定;

D O I：

暂无

中图分类号：

S512.1 [小麦]; TP391.9 [计算机仿真];

学科分类号：

0901 ; 080203 ;

摘要：

为更好地模拟小麦籽粒(麦粒)振动筛分过程,该文在现有离散元接触模型基础上,通过EDEM软件应用程序编程接口,构建了一种麦粒黏弹塑性接触模型。该接触模型法向方向通过将Kuwabara and Kono非线性黏弹性接触模型中的黏性耗散项引入Thornton滞回接触模型进行构建;切向方向采用简化Thornton切向接触模型;滚动摩擦力矩计算同Hertz-Mindlin(no slip)接触模型。法向模型参数标定采用单轴加载-卸载试验、碰撞试验,分别构建了模拟-试验接触力误差平方和与麦粒屈服重叠量、恢复系数与法向阻尼系数的二阶回归方程,得到麦粒屈服重叠量为7.63×10-6 m,麦粒-麦粒/钢板法向阻尼系数分别为190.68和306.65。切向模型参数利用旋转鼓试验进行标定,得到最佳麦粒-麦粒/钢板静摩擦系数组合为0.40和0.44。最后利用振动筛分试验对所标定参数进行验证,模拟与试验所得筛下麦粒质量分数最大误差为8.97%,模拟中筛下物分布规律与试验结果无显著性差异,表明所建立的接触模型及标定的参数能够很好地模拟麦粒振动筛分过程。该文也可为其他农业物料黏弹塑性接触模型构建及其参数标定提供参考。

引用

页码：37 / 43

页数：7

共 26 条

[21]

An elastoplastic contact force–displacement model in the normal direction: displacement–driven version[J] . Vu-Quoc Loc,Zhang Xiang.Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 1999 (1991)

[22]

A theoretical model for the stick/bounce behaviour of adhesive, elastic-plastic spheres[J] . Colin Thornton,Zemin Ning.Powder Technology . 1998 (2)

[23] CONTACT LAW EFFECTS ON WAVE-PROPAGATION IN PARTICULATE MATERIALS USING DISTINCT ELEMENT MODELING [J].

SADD, MH ;

TAI, QM ;

SHUKLA, A .

INTERNATIONAL JOURNAL OF NON-LINEAR MECHANICS, 1993, 28 (02) :251-265

[24] LAGRANGIAN NUMERICAL-SIMULATION OF PLUG FLOW OF COHESIONLESS PARTICLES IN A HORIZONTAL PIPE [J].

TSUJI, Y ;

TANAKA, T ;

ISHIDA, T .

POWDER TECHNOLOGY, 1992, 71 (03) :239-250

[25]

A discrete numerical model for granular assemblies[J] . P. A. Cundall,O. D. L. Strack.Géotechnique . 1979 (1)

[26]

A non-linear uniaxial integral constitutive equation incorporating rate effects, creep and relaxation[J] . Cernocky E.P.,Krempl E..International Journal of Non-Linear Mechanics . 1979 (3)

← 1 2 3 →