农业机械学报

作者：朱新华，李炳辉，祝正阳，徐子格，谢意，梅方炜

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：绳索力学特性;离散元法;三角壳体元件;仿真模型

基金：陕西省重点研发计划项目（2025NC-YBXM-220、2023-ZDLSF-62）

基于有限元（FEM）构建的绳索模型结构复杂，主要用于绳索结构力学分析，其准确性受绳索结构影响大，导致模型适应性不好。基于离散元（DEM）构建结构简单、适应性强的绳索模型仍是一个难题。提出了一种基于DEM的绳索建模及参数标定方法。构建的绳索模型为圆柱形，内部包含不同尺寸的三角壳体元件及其关节。三角壳体元件之间的力与弯矩分别以线弹性模型和双线性模型连接。通过拉伸和三点弯曲试验，分别以抗拉强度、弹性模量为响应值对绳索模型的离散元参数进行了标定。通过抗拉强度和弹性模量回归方程求解确定了绳索模型离散元参数最优组合。验证试验结果表明，绳索模型抗拉强度误差、弹性模量误差分别为2.32%、1.74%。拉伸、弯曲曲线平均误差分别为6.65%、7.35%。力学分析表明，DEM模型可用于分析绳索受力过程中的局部力学响应。构建的DEM基绳索模型为单股结构，与FEM基绳索模型相比，结构简单，具有普适性。

来源：2025年第7期

《农业机械学报》期刊编辑部

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