农业机械学报

作者：王斌斌，何智，丁辛亭，郝伟，杨珍，崔永杰

单位：西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,

关键词：草炭;单轴密闭压缩;离散元;轴向压力;参数标定

基金：陕西省重点研发计划项目（2019ZDLNY02-04）

为了提升穴盘播种过程中草炭装盘、压穴、覆料的仿真准确性，基于草炭的物料特性，选择Edinburgh Elasto-Plastic Adhesion（EEPA）模型在EDEM软件中建立草炭离散元仿真模型，通过单轴密闭压缩和虚拟仿真试验对草炭参数进行标定。通过物理试验测得草炭密度、粒径分布和接触参数，应用Plackett-Burman Design和最陡爬坡试验设计显著性分析试验，发现草炭间恢复系数、静摩擦因数、草炭切向刚度因子和剪切模量影响显著。应用Central Composite Design试验建立响应值与4个显著性参数的二次多项式回归模型，以单轴密闭压缩20%、50%轴向应变对应的轴向压力3.83、91.45N为目标值对显著性参数进行寻优，得到最优组合为：草炭间恢复系数0.202、草炭间静摩擦因数0.595、切向刚度因子0.667、草炭剪切模量0.613MPa。最后将该参数组合下的仿真值与实测值进行对比验证，在轴向应变范围20%~50%内实测值与仿真值的平均误差约为8.08%。相对误差在轴向应变40%左右达到最大值，为15.34%。结果表明基于响应面法标定的EEPA模型参数可用于离散元仿真研究。

来源：2024年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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