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[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
廖为强 陈重成 鲍地发 陈龙彬 郑书河
针对目前大多数茶园松土装置使用的旋耕刀区域针对性不强，不适用于南方山地丘陵地形，耕作效果不佳、耗能大、土壤保墒能力差等问题，应用离散元法对旋耕刀的工作过程进行动力学仿真和结构优化.以福建山地茶园土壤为试验样本，采用Hertz-Mindlin with Bonding模型作为土壤颗粒间的接触模型；以弯刀的正切面折弯角、弯曲半径和单刀切削幅宽为试验因素，设计三因素六水平的均匀试验，进行旋耕刀—土壤动力学仿真试验，以旋耕转轴扭矩和土壤扰动系数为评价指标.仿真试验结果表明，在折弯角128°、弯曲半径20 mm、单刀切削幅宽36 mm条件下，转轴扭矩值和土壤扰动系数都较小.
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
陈伟祥 秦吉彪 陈重成 刘杨 郑书河
【目的】旨在设计一种用于生态茶园环境作业的开沟抛土刀。【方法】以正切面折弯角、抛土片面积、抛土片与侧切面夹角为试验因素，以功耗和区域抛土质量为评价指标，采用Box-Benknken中心组合设计法进行离散元仿真试验。【结果】(1)正切面弯折角、抛土片面积、抛土片与侧切面夹角3个因素对功耗和区域抛土质量的影响均显著。(2)仿真试验得出的最优参数组合：正切面弯折角112.7°,抛土片面积3 566 mm~2,抛土片与侧切面夹角132.5°。在最优参数条件下，功耗为1.121 kW,区域抛土质量为11.45 kg。(3)刀具功耗平均误差为12.25%,区域抛土质量平均误差为12.67%,说明该仿真模型较为可靠。
[期刊] 工业工程
[作者]
刘坚 武春燕 于德介 李蓉
针对流程型企业装置连续运行的可靠性评估与优化问题,提出了基于离散事件仿真的可靠性评估优化方法。该方法将装置的长周期连续运行视为离散事件系统,借助选定的Plant Simulation平台构建了装置连续运行的流程模型,以装置的历史数据为依据通过参数估计明确所建模型的关键运行参数,以模型的长周期仿真运行结果评估所研究装置的运行可靠性,并通过维护资源的优化配置与改进提升其可靠性。该方法在石化企业的成功应用验证了其可行性和有效性。
关键词：
离散事件仿真 可靠性 可靠性评估
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
杨薇 郑书河 刘斌
针对目前巨菌草种植机开沟器工作耗能大、种床不平整、土壤保墒力差以及种苗发芽率低等问题,应用离散元法开展开沟器触土过程动力学仿真及结构优化.以福建地区土壤为试验样本,选择延迟弹性模型与线性内聚力模型作为土壤颗粒接触模型;确定入土角、入土隙角和斜面角等开沟器关键结构参数,设计三因素五水平的均匀试验,通过EDEM软件建立土壤-开沟器相互作用的三维离散元仿真模型,以最小工作阻力与土壤扰动情况为目标进行仿真试验.结果表明:当开沟器入土角、入土隙角、斜面角分别为45°、3°和60°时,开沟器可产生较小工作阻力,对土壤的扰动量较小,种床质量优良,有利于种苗生长.
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
宋学锋 张锋伟 戴飞 赵武云 杨杰 张雪坤
为解决2BF–02型玉米全膜双垄沟扎穴施肥机作业因肥料结块而排肥不顺的问题,设计了一种由箱体和辊轮组成的肥料块破碎装置。在离散元软件EDEM中建立肥料块离散元模型,按照3因素3水平正交试验方案对肥料块破碎装置工作过程进行虚拟试验。结果表明:影响肥料块破碎率的因素由大到小依次为辊轮间距、辊轮转速、辊轮齿数。当辊轮间距为6 mm、辊轮转速为150 r/min、辊轮齿数60个时,肥料块破碎率为98.8%(最高值)。对仿真结果进行试验验证,结果肥料块破碎率为94.4%。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
朱惠斌 钱诚 白丽珍 李慧 牟丹磊 李骏杰
为了减小免耕播种机防堵装置数值模拟的误差,结合物理试验与仿真试验进行玉米秸秆离散元参数的标定。基于Hertz-Mindlin with bonding接触模型建立了玉米秸秆离散元模型,以物理试验与仿真试验中临界载荷的相对误差为试验指标进行仿真单轴压缩试验;采用Plackett-Burman试验筛选出具有显著性影响的试验因素;采用Box-Behnken响应面法对玉米秸秆离散元模型进行优化。试验结果表明:接触半径和单位面积切向刚度对试验指标影响极显著(P<0.01),单位面积法向刚度对试验指标影响显著(0.01
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
贺一鸣 向伟 吴明亮 全伟 陈超鹏
为获取南方地区黏弹性壤土颗粒离散元接触模型的本征物理参数和接触力学参数,建立其用于离散元仿真的接触模型。以试验测定的堆积角为40.95°的壤土为研究对象,选取Hertz–Mindlin with JKR接触模型,通过实测试验获取壤土的本征物理参数值;借助GEMM数据库推荐的土壤接触力学参数初选范围,通过最陡爬坡试验得到接触力学参数值的最优值区间。利用Design–Expert软件对最优值区间的接触力学参数进行4因素3水平二次正交旋转组合试验,获取堆积角回归模型,以实测土壤堆积角40.95°为目标,对回归模型进行接触力学参数寻优,得到接触力学参数的最优组合为:JKR表面能13.05 J/m2,恢复系数0.5,动摩擦因数0.15,静摩擦因数1.06,该最优组合参数仿真堆积角均值为41.07°,与实测堆积角误差为0.3%。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
金浩 蒋明洋 徐超 沈凯 潘凡达 樊虎 焦凯旋
为确定片烟在离散元仿真模拟中的合理模型参数取值，更好地计算出片烟在松散润叶设备中的复杂运动，基于离散元软件（Rocky DEM），创建了与以往球形黏结刚性颗粒模型不同的柔性片烟壳体模型，并分析了柔性片烟壳体模型形变特点。以物理和仿真试验的堆积角为对比对象，选取“Hysteretic Linear Spring”法向接触模型、“Linear Spring Coulomb Limit”切向接触模型以及“Constant Adhesive Force”黏附力模型，对仿真接触参数进行标定。再通过对片烟本征参数测定、查阅文献及Rocky DEM说明手册，分析得到了片烟的离散元参数取值范围，设计Plackett-Burman、最陡爬坡以及Box-Behnken试验，确定了影响柔性片烟堆积角的显著性参数以及堆积角的拟合方程。以堆积角物理试验35.83°为目标值，得到显著性参数的最优解：片烟与片烟间静摩擦系数为0.67，片烟与片烟间滑动摩擦系数为0.31，片烟与片烟黏间黏附力系数为0.2，其余非显著性参数取平均值。仿真试验与物理试验相对误差为0.78%，从而验证了模型的准确性与真实性，可为工业生产进一步计算柔性片烟在松散润叶装置内的运动提供理论依据。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
薛忠 赵亮 王凤花 王槊 王刚 潘睿
为提高螺旋式排肥器对颗粒肥料的排肥稳定性与均匀性,采用离散元仿真软件EDEM对排肥器结构参数进行数值模拟并进行仿真试验,分析螺旋叶片直径、螺距和排肥轴转速对排肥器排肥性能的影响,获得排肥器工作参数与排肥量和排肥稳定性变异系数的回归数学模型。仿真试验结果表明:影响螺旋式排肥器排肥量的因素主次依次为排肥轴转速、螺距、螺旋叶片直径,排肥量最大为221.2 g/s,最小为54.76 g/s;影响排肥稳定性变异系数的因素主次依次为排肥轴转速、螺距、螺旋叶片直径,通过Design–Expert 8.0进行参数优化,确定排肥器最优参数组合,即螺旋叶片直径100 mm、螺距60 mm、排肥轴转速15 r/min,此时排肥稳定性变异系数达到最小值,为8.48%,排肥器排肥性能较为稳定均匀。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
陈超鹏 全伟 吴明亮 张文韬
针对南方稻田前茬秸秆存量多、土壤黏重导致油菜移栽机成孔部件作业阻力大、孔穴形态不稳定的问题,对自主研制的履带式油菜苗移栽栽植孔成型机构的锥刺直径、锥尖倒角、入土深度进行单因素、多因素离散元仿真试验。结果显示:成孔部件的锥刺直径、锥尖倒角、入土深度对锥刺入土的有效深度及入土阻力有显著影响,且存在显著的交互作用;多因素仿真试验的最优参数为锥刺直径52 mm、锥尖倒角40°、入土深度86.30 mm。对最优参数得到的锥刺进行EDEM仿真和室内土槽对比试验,结果 EDEM仿真与土槽试验锥刺入土阻力变化趋势一致,孔形有效深度分别为55.4 mm和56.6 mm,误差率为2.1%;锥刺入土阻力分别为57.5 N和54.7 N,误差率为4.9%。
关键词：
油菜 移栽机 锥刺 离散元法 参数优化
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
林静 孟凡成 高文英
秸秆深埋还田机在田间作业过程中,覆土镇压的效果是检验机具覆土装置设计合理性的关键。由于东北地区棕壤土玉米种植过程中,连年的化肥施用与拖拉机等机组的田间作业,导致土壤犁底层上移、理化性质变差,影响农作物产量,秸秆的焚烧又会造成严重的污染,因此寻求合理的秸秆利用方式变得十分必要。为了改善机组在工作过程中阻力过大、覆土镇压效果差等问题。设计一种螺旋式覆土装置,探究其在机具覆土作业过程中的优缺点。结合覆土原理,通过对覆土装置运动过程中土壤颗粒的运动过程进行分析,通过理论计算和优化设计,确定了螺旋叶片的主要参数:螺旋轴直径为50mm,长度为1100mm,覆土宽度为1200mm,两螺旋叶片间距为500mm,螺距为250mm,最大螺旋升角为16°,螺旋线的圈数为2圈,两螺旋叶片对称布置。为确定机具的最佳工作参数,进行三因素五水平二次回归正交组合试验,试验选取机具的前进速度、覆土器转速、开沟深度为试验因素,覆土合格率为试验指标。通过对田间试验的数据分析,改进后机组的最佳工作性能参数组合为:机具前进速度2km·h-1、覆土器转速290r·min-1、开沟深度25cm。田间试验表明:覆土合格率为97.1%,满足秸秆深埋还田的技术要求和地方标准,可以为秸秆深埋还田机覆土装置的设计与优化提供理论参考。
关键词：
秸秆还田 深埋 螺旋覆土器 正交试验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
杨青林 李醒 王永雷
为研究次生断裂的形成原因、隧道结构破坏特征及其机理。以福宜高速公路梁王山隧道为依托，采用MatDEM离散元结合现场测试的方法，模拟断层运动和隧道破坏。结果表明：受主断层两侧地层相向运动影响，在离FW4断层出口远端软弱地层产生了次生断裂，隧道开挖后围岩次生裂隙扩展并发生不均匀破坏，表现为拱顶开裂，边墙强烈内挤和纵向裂缝等；低刚度裂缝能吸收变形产生明显变形阻断作用，但却容易引起对向侧部围岩的进一步应力集中，加剧隧道的不均匀破坏；为避免受次生断裂影响下穿越断层破碎带隧道发生破坏，应对次生裂缝或节理进行注浆加固，减少新生裂缝数量，削弱附近围岩的应力-变形集中，降低隧道施工风险。
关键词：
隧道工程 断层破碎带 离散元 次生断裂
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
赵玉清 李诗沫 谢钰 赵伟 陈再兴 张悦
为给云南红壤作业条件下的触土部件设计与优化提供更精准的参数，选用EDEM中Hertz-Mindlin with JKR Cohesion接触模型标定云南地区红壤数值模拟参数。首先，采用物理试验测定红壤的基本物性参数以及接触参数，以物理试验结果为基础，确定仿真试验参数范围，开展Plackett-Burman试验，对仿真试验进行显著性筛选，得到对堆积角影响显著的3个参数：红壤-红壤静摩擦因数、红壤-45~#钢板间恢复系数和JKR表面能。随之设计最陡爬坡试验，优化显著性参数的最优取值范围。之后开展Box-Behnken试验，以红壤在45~#钢板上的堆积角为响应值，对二阶回归方程进行优化，获得最优接触参数组合:红壤-红壤静摩擦系数为0.502、红壤-45~#钢板恢复系数0.464、JKR表面能4.938 J·m~(-2)。最后以最优接触参数组合进行仿真试验，得出结果与物理试验误差为1.7%，无明显差异。此结果表明标定的云南红壤的离散元仿真参数可靠度较高，可为云南地区红壤作业条件下的触土部件的设计与优化提供基础参数。
关键词：
离散元法 参数标定 红壤 堆积角
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
顿国强 范芯蕊 杨永振 李海山 王晨帆 陈海涛 杜佳兴
2BZXJ系列插装式精量播种机配备的排种器在大豆的小区育种过程中,由于护种板结构较长导致出现严重的存种、混种现象,且排种初期存在一定的机具空行程;同时由于排种方向与播种机前进方向一致,导致种粒落地滚动弹跳落点位移较大,株距合格率低。针对上述问题,本研究设计一种改进型育种专用排种器,去掉护种板,增设清种刀以及导种凹槽用以解决存种、混种以及机具空行程的问题。通过建立投种位置的理想数学模型,同时结合排种盘实际结构,确定最佳排种位置以解决种粒落地滚动弹跳位移过大、株距合格率低的问题。利用离散元仿真软件EDEM进行仿真对比试验,模拟排种过程得出种子各阶段运动规律。仿真结果表明:改进型育种排种器投种更早、种粒落地平均位移减小至原平均位移的46%,位移均方差减小至1.95mm,平均位移波动更小,株距更稳定。田间试验结果显示,改进型育种排种盘内无残留种子,播种带提前;当播种机具作业速度为0.7m/s、排种器转速24r/min、株距为7cm时,粒距合格指数整体提高6.80%、重播指数减少3.40%、漏播指数减少3.41%,试验结果验证仿真结果的正确性。
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