大豆籽粒形状和尺寸分析及其建模

为建立大豆籽粒的离散元法分析模型,对大豆籽粒的几何形状和尺寸参数进行了测试分析。由测试分析可知,大豆籽粒的几何形状与椭球近似,三轴尺寸均服从正态分布,三轴尺寸中主尺寸与次尺寸间存在一定的函数关系。在此基础上,提出一种基于球充填的大豆籽粒建模方法,即将大豆籽粒的几何形状简化成椭球形,以实际大豆籽粒的各三轴尺寸平均值作为椭球的三轴尺寸,采用球充填方法建立椭球(单个籽粒)的分析模型;选单个籽粒分析模型的主尺寸,按正态分布随机生成,次尺寸通过与主尺寸的关系计算得出,由此建立具有不同尺寸及分布的大豆籽粒群体模型。以2个品种大豆籽粒为例,通过堆积试验和本文提出的"自流筛分"试验的仿真与试验结果对比可知,当充填球数为5时,仿真结果与试验结果较接近,初步证明了本文提出的大豆籽粒建模方法的可行性和有效性。