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基于离散元仿真的林间剩余物粉碎刀具设计及性能分析
1
作者 杨春梅 谭少林 +3 位作者 丁禹程 孟繁伟 张滨 曲文 《森林工程》 北大核心 2025年第2期369-378,共10页
为提高林间剩余物粉碎效率、粉碎均匀度和机器运行稳定性,针对林间剩余物粉碎设计一种弧形斜刃粉碎刀具。通过对林间剩余物粉碎过程中受到的剪切、冲击作用进行力学和动力学分析,明确影响林间剩余物粉碎性能的主要因素及碎裂方式。基于... 为提高林间剩余物粉碎效率、粉碎均匀度和机器运行稳定性,针对林间剩余物粉碎设计一种弧形斜刃粉碎刀具。通过对林间剩余物粉碎过程中受到的剪切、冲击作用进行力学和动力学分析,明确影响林间剩余物粉碎性能的主要因素及碎裂方式。基于离散元仿真试验,对比直刃刀具和斜刃刀具对林间剩余物粉碎性能的影响。仿真试验结果表明,在相同条件下粉碎林间剩余物时,相较于直刃刀具,斜刃刀具仿真的颗粒bond键数量、颗粒平均运动速度、平均粉碎功率、粉碎室壁所受的冲击和粉碎颗粒平均能量等性能指标均有所提升,使用斜刃刀具仿真粉碎程度高,粉碎粒度均匀,工作过程更加平稳。 展开更多
关键词 林间剩余物 粉碎 力学分析 刀具设计 离散元仿真
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油菜联合收获机籽粒破碎离散元仿真与切碎抛送装置优化
2
作者 周捷 廖庆喜 +3 位作者 万星宇 袁佳诚 李俊豪 秦一鸣 《华中农业大学学报》 北大核心 2025年第1期265-275,共11页
针对自主研发的油菜联合收获机切碎抛送过程中油菜籽粒易破碎导致作业损失增大的问题,开展籽粒破碎离散元仿真与切碎抛送装置的优化。基于离散元法构建油菜籽粒粘结模型并开展单轴压缩试验,通过最陡爬坡试验和Box-Behnken试验标定油菜... 针对自主研发的油菜联合收获机切碎抛送过程中油菜籽粒易破碎导致作业损失增大的问题,开展籽粒破碎离散元仿真与切碎抛送装置的优化。基于离散元法构建油菜籽粒粘结模型并开展单轴压缩试验,通过最陡爬坡试验和Box-Behnken试验标定油菜籽粒粘结模型的最优参数组合,其法向刚度系数、切向刚度系数、临界法向应力、临界切向应力分别为7.0×10^(9) N/m、6.82×10^(9) N/m、6.61×10^(10) Pa、8.18×10^(10) Pa时,油菜籽粒破碎载荷仿真值为12.67 N,与物理值的相对误差为3.59%。结合油菜籽粒粘结模型,建立油菜联合收获机切碎抛送装置的仿真模型,以滚筒转速、切碎间隙、切刀数量为试验因素进行Box-Behnken试验,确定切碎抛送装置的最优参数组合,结果显示:切碎抛送装置的最优参数组合为滚筒转速450 r/min、切碎间隙30 mm、切刀数量10把。切碎抛送装置台架试验结果表明,随着切碎滚筒的转速增加,切碎抛送装置油菜籽粒破碎率呈增长趋势。田间试验结果表明,油菜联合收获机切碎抛送装置油菜籽粒平均破碎率为0.82%,切碎抛送装置作业顺畅。 展开更多
关键词 油菜 联合收获机 切碎抛送装置 籽粒破碎 离散元仿真
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数字孪生表面模型在滚磨离散元仿真中的应用
3
作者 陈艺文 李文辉 +1 位作者 辛宇鹏 李秀红 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第6期203-209,共7页
离散单元法是模拟滚磨光整加工过程的一种基础方法,主要用以分析滚磨光整加工机理或预测加工效果。为了提高仿真结果的准确性,提出了一种滚磨离散元仿真中零件的数字孪生表面模型构建方法;为实现对复杂表面轮廓不同形貌误差成分的提取,... 离散单元法是模拟滚磨光整加工过程的一种基础方法,主要用以分析滚磨光整加工机理或预测加工效果。为了提高仿真结果的准确性,提出了一种滚磨离散元仿真中零件的数字孪生表面模型构建方法;为实现对复杂表面轮廓不同形貌误差成分的提取,研究了小波分解中小波基及分解尺度的优选,得到数字孪生表面点云模型;通过泊松表面重建算法将点云模型转换为表面几何模型;最后选取试件完成数字孪生表面模型的构建,通过分析理想表面模型与数字孪生表面模型在滚磨离散元仿真中的磨损情况,并与试件实际加工磨损情况对比,从仿真效率与仿真效果上验证了构建方法的正确性。 展开更多
关键词 滚磨光整加工 离散元仿真 数字孪生 表面模型
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基于离散元仿真的尿素颗粒与PLA塑料之间接触参数标定
4
作者 郜尚 顿国强 +5 位作者 魏雨涵 纪欣鑫 盛泉宝 张朝霞 马春雨 马超 《林业机械与木工设备》 2025年第2期35-43,共9页
为提升施肥机械设计过程中离散元仿真模拟试验参数设置的准确性,缩小EDEM仿真与台架试验存在的误差,利用EDEM自动填充技术建立仿真颗粒,结合台架试验和仿真试验,得到尿素颗粒与PLA塑料之间碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数分别为... 为提升施肥机械设计过程中离散元仿真模拟试验参数设置的准确性,缩小EDEM仿真与台架试验存在的误差,利用EDEM自动填充技术建立仿真颗粒,结合台架试验和仿真试验,得到尿素颗粒与PLA塑料之间碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数分别为0.547、0.467和0.051,通过EDEM软件对尿素进行堆积角仿真,以实测尿素的堆积角31.58°为优化目标值,利用最陡爬坡试验和二次通用旋转组合试验获得最优参数组合:尿素颗粒间的碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数分别为0.35、0.72和0.13。以排肥均匀性变异系数为试验指标,使用双齿轮排肥器对标定参数进行对比试验验证,得到的仿真值与试验值的误差小于5%,表明标定尿素的接触参数和离散元模型可用于施肥相关机械的EDEM仿真试验中。 展开更多
关键词 参数标定 离散元仿真 堆积角 尿素颗粒
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基于堆积试验的沙蓬种子离散元仿真参数标定 被引量：1
5
作者 石争光 李华英 +1 位作者 戈辉 陈翔宇 《山东农业大学学报（自然科学版）》 北大核心 2024年第2期228-237,共10页
为了获得沙蓬种子仿真播种过程所需的参数,通过物理堆积试验与仿真堆积试验相结合的方法对沙蓬种子的离散元仿真参数进行标定。首先,对沙蓬种子相关物性参数进行了测定,建立其离散元模型,并利用物理堆积试验获得沙蓬种子的堆积角为45.99... 为了获得沙蓬种子仿真播种过程所需的参数,通过物理堆积试验与仿真堆积试验相结合的方法对沙蓬种子的离散元仿真参数进行标定。首先,对沙蓬种子相关物性参数进行了测定,建立其离散元模型,并利用物理堆积试验获得沙蓬种子的堆积角为45.995°。其次,采用Plackett-Burman试验进行仿真堆积试验,筛选出对堆积角影响显著的参数为:沙蓬种子之间恢复系数、沙蓬种子之间滚动摩擦系数、沙蓬种子与ABS板间静摩擦系数。然后,根据最陡爬坡试验确定显著参数的取值范围;设计二次正交旋转组合试验,建立堆积角相对误差与显著参数的二阶回归方程,得到离散元仿真最佳参数组合:沙蓬种子之间恢复系数为0.529、沙蓬种子之间滚动摩擦系数为0.057、沙蓬种子与ABS板间静摩擦系数为0.629。最后,将最佳参数组合的值进行仿真堆积试验验证,得到仿真试验堆积角为46.740°,与物理堆积试验相对误差为1.62%,表明最佳参数组合选取合理,可为沙蓬种子播种机械离散元仿真参数设置及优化设计提供参考依据。 展开更多
关键词 沙蓬 离散元仿真 参数标定 堆积角 试验设计
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基于堆积试验的针形茶叶离散元仿真参数标定 被引量：1
6
作者 胡冬军 闫建伟 +3 位作者 张珍 黄昕 牛素贞 胡正军 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第3期66-73,共8页
针对针形茶叶在理条机加工过程中离散元仿真缺少准确的模型参数,导致茶叶理条机离散元仿真过程中易出现失真问题,以单芽茶叶颗粒为研究对象,基于切片技术的近似法建立颗粒模型,采用离散元仿真与漏斗注入法堆积试验相结合的方法,对其仿... 针对针形茶叶在理条机加工过程中离散元仿真缺少准确的模型参数,导致茶叶理条机离散元仿真过程中易出现失真问题,以单芽茶叶颗粒为研究对象,基于切片技术的近似法建立颗粒模型,采用离散元仿真与漏斗注入法堆积试验相结合的方法,对其仿真参数进行标定。以茶叶颗粒的休止角为响应值,设计Plackett-Burman试验得到对茶叶颗粒休止角有显著性影响的参数:茶叶颗粒间碰撞恢复系数、茶叶颗粒间静摩擦系数和茶叶颗粒间滚动摩擦系数;以仿真试验休止角和实际堆积试验休止角之间的相对误差为目标,进行最陡爬坡试验确定显著性参数的最优值范围,并通过Box-Behnken试验建立茶叶颗粒休止角与显著性参数之间的二次多项式方程,利用Design-Expert软件优化模块得出显著性参数最优值:茶叶颗粒间碰撞恢复系数0.28、茶叶颗粒间静摩擦系数0.15、茶叶颗粒间滚动摩擦系数0.10;并对标定的结果进行离散元仿真验证,结果表明:仿真得到的茶叶颗粒休止角均值为19.52°,与实际茶叶颗粒休止角20.23°相比,相对误差为3.51%,说明此参数标定结果合理有效。为茶叶理条机的优化设计及茶叶加工数值模拟过程提供一定的理论参考。 展开更多
关键词 堆积试验 针形茶叶 离散元仿真 参数标定
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离散元仿真在排种器设计中的应用现状及发展趋势 被引量：2
7
作者 吴梦平 汪绪光 纪华 《数字农业与智能农机》 2024年第6期19-22,共4页
播种是农业机械化生产的首要环节,离散元仿真技术为播种机排种器设计提供了强有力的技术支持。为探究离散元仿真在排种器设计中的应用现状及发展趋势,阐述了离散元仿真技术的特点和优势,分析了现有排种器的结构形式和工作原理,综述了离... 播种是农业机械化生产的首要环节,离散元仿真技术为播种机排种器设计提供了强有力的技术支持。为探究离散元仿真在排种器设计中的应用现状及发展趋势,阐述了离散元仿真技术的特点和优势,分析了现有排种器的结构形式和工作原理,综述了离散元仿真在机械式和气力式排种器设计中的应用现状,总结了离散元仿真在排种器设计中的模型构建、结构优化、参数分析、虚拟试验等应用。结合现有应用现状,指出了离散元仿真在排种器设计中存在的问题和不足,探讨了解决方案,提出了未来发展趋势,为计算机技术在排种器设计中的应用提供参考。 展开更多
关键词 离散元仿真 排种器 农机设计
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莱菔子离散元仿真模型参数标定与试验验证
8
作者 顿国强 王雷 +3 位作者 纪欣鑫 姜新波 赵宇 郭娜 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第9期127-133,共7页
针对莱菔子在排种器离散元仿真时所需要的物性参数缺乏的问题,对莱菔子物性参数进行测量及仿真模型参数的标定。以莱菔子为研究对象,测定莱菔子的质量、体积、密度、泊松比、剪切模量、静摩擦系数、滚动摩擦系数、碰撞恢复系数。利用Pla... 针对莱菔子在排种器离散元仿真时所需要的物性参数缺乏的问题,对莱菔子物性参数进行测量及仿真模型参数的标定。以莱菔子为研究对象,测定莱菔子的质量、体积、密度、泊松比、剪切模量、静摩擦系数、滚动摩擦系数、碰撞恢复系数。利用Plackett-Burman试验以莱菔子堆积角为试验指标,从各组试验参数中选取影响显著的因素:莱菔子间静摩擦系数、莱菔子间滚动摩擦系数。再对显著因素进行中心组合设计试验,以物料堆积角为试验指标,并对试验参数进行参数优化处理,确定莱菔子间滚动摩擦系数与静摩擦系数的最佳参数组合:0.104、0.804。以悬勺式蔬菜精量排种器为试验对象进行仿真及试验并与物理试验进行对比验证,其单粒率、多粒率及空粒率的仿真与物理试验结果平均相对误差小于3%,证明优化标定的莱菔子离散元仿真参数的可行性,为莱菔子排种机械离散元仿真提供相关性仿真数据。 展开更多
关键词 莱菔子 离散元仿真 堆积角 参数优化 对比试验
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玉米秸秆还田交互式分层深松铲设计与离散元仿真 被引量：41
9
作者 赵淑红 刘汉朋 +3 位作者 杨超 杨罗罗 高连龙 杨悦乾 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期75-87,共13页
在玉米秸秆还田条件下,为了提高深松作业破茬比率,降低土壤扰动与能耗,以物料(土壤、秸秆和根茬)特性、滑切原理和离散元(EDEM)仿真分析深松铲对土壤的作用为依据,设计了交互式分层深松铲。首先,根据物料特性与滑切原理得到前铲结构参数... 在玉米秸秆还田条件下,为了提高深松作业破茬比率,降低土壤扰动与能耗,以物料(土壤、秸秆和根茬)特性、滑切原理和离散元(EDEM)仿真分析深松铲对土壤的作用为依据,设计了交互式分层深松铲。首先,根据物料特性与滑切原理得到前铲结构参数;然后,以前铲仿真过程中回流土壤最大加速度的位置和方向为依据,设计与回流土壤形成滑切交互作用的后铲交互段铲柄,同时设计后铲上下段铲柄,得到后铲结构参数;最后,结合前铲运动速度与土壤颗粒回流至最大加速度的时间确定前后铲处于滑切交互时的间距。将交互式分层深松铲与前铲仿真过程中所选土壤颗粒最大加速度的方向进行对比,验证了设计思路的合理性。离散元仿真对比试验表明,交互式分层深松铲可有效降低土壤扰动;比普通分层深松铲、圆弧型单铲对根茬的平均作用力分别提高了22.14%、26.98%;比非交互式分层深松铲、普通分层深松铲、圆弧型单铲的平均阻力分别减小了14.25%、26.02%、8.71%。交互式分层深松铲破茬比率高、土壤扰动小、能耗低,满足深松作业的要求。 展开更多
关键词 分层深松 秸秆还田 滑切 离散元仿真
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基于EDEM的挖掘机斗齿载荷离散元仿真分析 被引量：4
10
作者 杨丽曼 龙雨苑 +2 位作者 石岩 郭旭泽 李运华 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第4期101-106,236,共7页
特大型矿用液压挖掘机对提高露天矿山开采效率和保障开采质量具有不可替代的重要性。挖掘机作业载荷谱规律研究是提升其智能化水平和高效可靠运行的重要基础。基于增强离散元(EDEM)仿真软件对挖掘机斗齿载荷进行仿真分析,从斗齿间载荷... 特大型矿用液压挖掘机对提高露天矿山开采效率和保障开采质量具有不可替代的重要性。挖掘机作业载荷谱规律研究是提升其智能化水平和高效可靠运行的重要基础。基于增强离散元(EDEM)仿真软件对挖掘机斗齿载荷进行仿真分析,从斗齿间载荷夹角和幅值分布两个方面探究工作装置的空间分布规律。仿真分析表明,典型工况下斗齿载荷具有相似时间历程、相应峰值载荷与空间分布规律,为后续挖掘机工作装置的性能退化与寿命预测研究提供理论与数据基础。 展开更多
关键词 矿用挖掘机 工作装置 增强离散元仿真 载荷空间分布
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水稻秸秆的离散元仿真接触参数分析与标定 被引量：3
11
作者 贾洪雷 邓佳玉 +4 位作者 邓艳玲 陈天佑 王刚 孙在金 郭慧 《农业工程技术》 2022年第3期96-96,共1页
采用离散元法研究分析稻秸之间、稻秸与农机部件之间的相互作用关系,可以为水田收获后处理研究提供科学依据。标定稻秸-稻秸、稻秸-农机部件之间的接触参数(碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数)是离散元法研究过程的重要前提。该... 采用离散元法研究分析稻秸之间、稻秸与农机部件之间的相互作用关系,可以为水田收获后处理研究提供科学依据。标定稻秸-稻秸、稻秸-农机部件之间的接触参数(碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数)是离散元法研究过程的重要前提。该研究采用碰撞法标定的稻秸-钢、稻秸-稻秸的碰撞恢复系数为0.230、0.357,斜面法和斜坡法标定的稻秸-钢的静摩擦系数、滚动摩擦系数为0.363、0.208,分体圆筒法标定的稻秸-稻秸的静摩擦系数、滚动摩擦系数为0.44、0.07,配对t检验表明,各标定参数下的仿真结果与实测值不具有显著差异(p>0.05)。以反映稻秸流动和摩擦特性的休止角为评价指标,对以上标定值的验证试验表明,仿真休止角与实测值不具有显著差异(p>0.05)。不同长度的稻秸抽板试验表明,仿真休止角与实测值不具有显著差异(p>0.05)。该研究可为以稻秸-稻秸,稻秸-农机部件为研究对象的离散元仿真分析提供接触参数取值依据,该标定方法可以为其他作物秸秆的接触参数标定提供参考。 展开更多
关键词 水稻秸秆 离散元仿真 接触参数 参数标定 休止角
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外槽轮排肥器排肥离散元仿真及排肥舌参数优化 被引量：13
12
作者 顿国强 于春玲 +3 位作者 杨永振 陈海涛 纪文义 叶金 《湖南农业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期661-665,共5页
为通过优化外槽轮排肥器排肥舌结构,以提升其排肥均匀性,利用EDEM建立外槽轮排肥器的离散元仿真模型,对其排肥作业过程进行模拟仿真,通过肥料颗粒运动状态仿真结果验证肥料颗粒流动特性。应用虚拟试验方法,分析排肥舌倒角结构参数变化... 为通过优化外槽轮排肥器排肥舌结构,以提升其排肥均匀性,利用EDEM建立外槽轮排肥器的离散元仿真模型,对其排肥作业过程进行模拟仿真,通过肥料颗粒运动状态仿真结果验证肥料颗粒流动特性。应用虚拟试验方法,分析排肥舌倒角结构参数变化对肥料颗粒流动特性的影响。结果表明:排肥流量变异系数随着排肥舌倒角的增大而先减小后增大,两者间呈负抛物线型二次函数关系,且在排肥舌倒角弧长与单个凹槽弧长比值为0.85时,外槽轮排肥器排肥质量波动最小,排肥均匀性最佳。验证试验结果表明:配装最优结构排肥舌的外槽轮排肥器排肥流量变异系数最小,具有最佳的排肥均匀性,比传统平端排肥舌排肥流量均匀性提高了49.9%。 展开更多
关键词 外槽轮排肥器 排肥特性 排肥舌 离散元仿真 参数优化 验证试验
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基于离散元仿真参数的微型薯物料测定 被引量：13
13
作者 余参参 段宏兵 +4 位作者 蔡兴奎 徐涛 姚飞虎 陈志惠 严福勇 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期210-217,共8页
以脱毒微型马铃薯(简称“微型薯”)“大西洋”“中薯5号”和“华薯1号”为研究对象,以离散元软件EDEM中微型薯仿真研究所需的相关参数为目标,测定3种微型薯的物理力学特征参数和接触力学参数。采用响应曲面法设计试验,以静摩擦系数、滚... 以脱毒微型马铃薯(简称“微型薯”)“大西洋”“中薯5号”和“华薯1号”为研究对象,以离散元软件EDEM中微型薯仿真研究所需的相关参数为目标,测定3种微型薯的物理力学特征参数和接触力学参数。采用响应曲面法设计试验,以静摩擦系数、滚动摩擦系数为试验变量,以堆积角为试验指标,将上述测定后的参数输入EDEM进行仿真,求取微型薯之间的滚动摩擦系数。以堆积角为响应值,使用圆筒提升法验证仿真结果的可信度。结果表明:与试验实际堆积角相比,不同品种的微型薯仿真结果差异均低于3%,仿真结果可靠。 展开更多
关键词 马铃薯 微型薯 物料测定 离散元仿真 静摩擦系数 滚动摩擦参数 堆积角 脱毒种薯 机械化播种
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利用离散元仿真及微结构分析法研究高铝瓷球对尿素表面改性和养分控释的效果
14
作者 田虹雨 董晶晶 +11 位作者 解臣硕 崔静 段建杭 张天骄 代佳颖 王硕 张丽莉 魏占波 武良 郭武松 刘之广 张民 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期900-911,共12页
【目的】尿素表面改性是提高包膜质量和养分控释能力的关键措施之一。我们研究了不同磨料对肥料核芯表面的改性效果,以及改性提高肥料养分控释的效果。【方法】供试肥芯为大颗粒尿素(直径3~5 mm,N46%),供试磨料包括白刚玉、棕刚玉、高... 【目的】尿素表面改性是提高包膜质量和养分控释能力的关键措施之一。我们研究了不同磨料对肥料核芯表面的改性效果,以及改性提高肥料养分控释的效果。【方法】供试肥芯为大颗粒尿素(直径3~5 mm,N46%),供试磨料包括白刚玉、棕刚玉、高铝瓷球、高铝瓷柱和氧化锆球。经测量不同磨料研磨后尿素的休止角,证明采用堆密度1.336 g/cm~3、直径6 mm的球形高铝瓷在10 min内对尿素表面改性效率最高,故用作后期的试验磨料。将1.5 kg的高铝瓷球与1 kg大颗粒尿素加入转鼓中,采用离散元仿真软件(EDEM)模拟磨料摩擦与尿素颗粒自摩擦的粒子运动、碰撞、受力和分布特征;使用扫描电子显微镜分析磨料、表面改性尿素和包膜尿素的表面和切面结构特性,采用原子力显微镜测试包膜尿素膜表面结构微观特征与粗糙度;采用静水溶出率法测定纳米SiO2改性蓖麻油基聚氨酯包膜的表面改性尿素的养分释放特征。【结果】EDEM仿真结果表明,转鼓底部颗粒运动快(1.125 m/s),边缘运动慢(0.00309 m/s),转动过程中,小颗粒物聚集在转鼓底部产生偏析。尿素自摩擦力约0.035 N,加入密度大于尿素的球形高铝瓷磨料后,混合体系的摩擦力变大(约0.042 N),尿素颗粒间的碰撞次数较自摩擦体系高出13.0%,因此改性效率得以提高。表面改性显著降低了颗粒表面粗糙度,在1μm^(2)检测范围内,粗糙度(Ra)平均降低了79.2%。由扫描电镜图可以看出,普通尿素表面粗糙,膜材料填充在凹陷部位,包膜耗费的膜材料较多,且膜与尿素贴合不紧密,在运输或长期储存过程中易发生膜破损,失去养分控释能力;改性后的尿素表面光滑,减少了无功能的膜材浪费,且膜厚均匀,膜层与核芯结合紧密,膜切面结构均匀,不易破损。养分释放结果表明,以5%包膜率的纳米SiO_(2)改性蓖麻油基聚氨酯对尿素包膜,表面改性尿素相较普通尿素可使养分释放期延长6倍,由表面改性前的24天提升至169天。【结论】依据EDEM离散元软件模拟,球形高铝瓷作为磨料与尿素混合后,提高了尿素颗粒的摩擦效率,大大降低了尿素表面的粗糙度。表面改性后的尿素作为控释肥核芯,不仅节省了膜材料的用量,且膜层与肥芯结合紧密均匀,延长了等膜量下的养分释放期。 展开更多
关键词 尿素 磨料 表面改性 离散元仿真 膜结构特征 养分控释性能
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花生荚果离散元仿真参数标定 被引量：4
15
作者 徐效伟 魏海 +3 位作者 颜建春 鲍国丞 杜元杰 谢焕雄 《中国农机化学报》 北大核心 2022年第11期81-89,共9页
为保证花生荚果在仿真模拟试验时所用参数的准确性,通过实际物理试验与仿真模拟试验相结合的方法对离散元仿真参数进行标定。首先,通过实际物理试验测得花生荚果基本物理参数(外形尺寸、密度、含水率、容重、泊松比、弹性模量和剪切模... 为保证花生荚果在仿真模拟试验时所用参数的准确性,通过实际物理试验与仿真模拟试验相结合的方法对离散元仿真参数进行标定。首先,通过实际物理试验测得花生荚果基本物理参数(外形尺寸、密度、含水率、容重、泊松比、弹性模量和剪切模量),依据实际物理试验测得的各物理量结果确定仿真模拟试验参数取值范围,开展Plackett-Burman试验,筛选出对堆积角存在显著性影响的因素为:花生荚果—花生荚果静摩擦系数、滚动摩擦系数,花生荚果—钢板静摩擦系数。进一步通过最陡爬坡试验确定显著性因素的取值范围。开展Box-Behnken试验,建立堆积角与显著性因素之间的二次回归方程,并以实际物理试验堆积角(31.63°)为目标值对方程进行求解,得到最佳仿真模拟参数:花生荚果间静摩擦系数、滚动摩擦系数,花生荚果—钢板静摩擦系数分别为0.74、0.24和0.58。最后,对试验分析后确定的最佳仿真参数进行仿真模拟试验,对取得的仿真模拟值与实际试验值进行独立样本T检验得出P>0.05,表明实际试验堆积角与仿真模拟试验堆积角无显著性差异,且相对误差为2.877%,验证了仿真模拟试验的准确性。通过对比其他物料参数标定时所用方法及试验结果,进一步表明标定后的参数可为相关研究提供参考。 展开更多
关键词 花生荚果 堆积角 离散元仿真 参数优化 参数标定
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基于EDEM离散元仿真的振动筛网出料均匀性分析 被引量：2
16
作者 易军 周彪 魏霄儒 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第12期55-58,共4页
这里设计了一种双向振动筛网辅助加渣装置,为评价振动辅助筛网加渣的效果,提出了一种基于EDEM离散元仿真和MATLAB数据处理的,出料均匀性可视化和量化分析的方法。利用EDEM软件对筛网辅助加渣过程进行了离散元仿真分析;通过MATLAB数据处... 这里设计了一种双向振动筛网辅助加渣装置,为评价振动辅助筛网加渣的效果,提出了一种基于EDEM离散元仿真和MATLAB数据处理的,出料均匀性可视化和量化分析的方法。利用EDEM软件对筛网辅助加渣过程进行了离散元仿真分析;通过MATLAB数据处理,实现了出口处颗粒累计分布的可视化;采用空间均匀度计算模型计算了出口的颗粒分布均匀度;比较了加双向振动和无振动两种情况下筛网中和出口处的颗粒分布状态、出口颗粒分布均匀度等。结果表明:双向振动的加入使筛网内部和出口的颗粒更为分散,有效提高了筛网辅助加渣系统的出料均匀性。提出的出料均匀性分析方法可实现出料口颗粒分布均匀性的可视化分析和量化分析,为优化设计筛网结构和合理设置筛网辅助加渣过程中筛网振动参数提供理论指导。 展开更多
关键词 EDEM 离散元仿真 出料均匀性 可视化
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基于离散元法的移动式开沟器秸秆扰动规律研究
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作者 张婧 宋成友 +2 位作者 张志星 李娟莉 李博 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第7期12-20,共9页
针对移动式开沟器免耕过程中易被秸秆拥堵的现象,建立开沟器—秸秆—土壤离散元模型,分析开沟器—秸秆—土壤之间的相互作用机理。通过单因素试验确定秸秆覆盖量、作业速度、作业深度、横向间距和纵向间距等因素对秸秆位移的影响规律;... 针对移动式开沟器免耕过程中易被秸秆拥堵的现象,建立开沟器—秸秆—土壤离散元模型,分析开沟器—秸秆—土壤之间的相互作用机理。通过单因素试验确定秸秆覆盖量、作业速度、作业深度、横向间距和纵向间距等因素对秸秆位移的影响规律;建立土壤—秸秆的碰撞模型,分析两者之间的相互作用力;以沟型截面积和动土率为试验指标,分析开沟器对土壤的微观扰动及宏观扰动行为。结果表明:在各项因素条件下,开沟器都对秸秆位移产生影响,其中水平位移扰动影响最大,其次是侧向位移,最后是垂直位移;水平位移随秸秆覆盖量的增加而减小,随作业速度的增加一直增加,随横向间距和作业深度的增加先减少后增加,随纵向间距的增加而减小;土壤颗粒的等速度分布曲线不仅接近切土刃口弧线,还接近秸秆速度分布曲线;前排开沟器和后排开沟器的沟型截面积相对误差分别为2.48%、5.2%,动土率相对误差分别为0.27%、5.14%。为移动式开沟器的防堵机理提供理论依据。 展开更多
关键词 移动式开沟器 免耕播种 离散元仿真 秸秆位移 土壤扰动
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夏威夷果输送过程离散元参数标定
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作者 江洁 向志强 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第4期224-230,共7页
为优化夏威夷果开口机的设计,对夏威夷果在机器中的输送过程进行离散元仿真分析,提取夏威夷果本征参数并搭建试验台验证离散元参数标定的可靠性。通过单轴压缩试验得到夏威夷果的泊松比为0.29,弹性模量为50.1 MPa,密度为1.019 g/cm^(3)... 为优化夏威夷果开口机的设计,对夏威夷果在机器中的输送过程进行离散元仿真分析,提取夏威夷果本征参数并搭建试验台验证离散元参数标定的可靠性。通过单轴压缩试验得到夏威夷果的泊松比为0.29,弹性模量为50.1 MPa,密度为1.019 g/cm^(3)。采用Central Composite Design得出堆积角最佳组合方案和最佳计算方案,标定出夏威夷果间的碰撞恢复系数为0.502,夏威夷果间的滚动摩擦因数为0.03,夏威夷果间的静摩擦因数为0.318,夏威夷果—硬铝合金板的碰撞恢复系数为0.759,夏威夷果—硬铝合金板的静摩擦因数为0.502,夏威夷果—硬铝合金板的滚动摩擦因数为0.00177。对标定后的参数进行圆筒提升与输送试验验证,结果表明,标定后的夏威夷果仿真堆积角与实测堆积角误差小于1%,仿真条件下颗粒分布情况与实际试验的夏威夷果分布情况基本相同,标定结果可靠,可为夏威夷果相关机具的设计优化提供理论依据。 展开更多
关键词 夏威夷果 本征参数 离散元仿真 参数标定 输送试验
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钻进取土过程离散元仿真分析与试验
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作者 华昺力 杨发荣 +1 位作者 韩宾 张琦 《农业工程》 2025年第8期118-127,共10页
目前土壤取样装置在农业机械领域的使用愈加广泛,土壤取样钻头设计和取土方案选择对土壤样品采集的效率与准确度至关重要。以西咸新区土壤为分析对象,根据土壤采样设备的应用场景提出3种钻进取土方案,分别建立3种钻进方案的离散元仿真模... 目前土壤取样装置在农业机械领域的使用愈加广泛,土壤取样钻头设计和取土方案选择对土壤样品采集的效率与准确度至关重要。以西咸新区土壤为分析对象,根据土壤采样设备的应用场景提出3种钻进取土方案,分别建立3种钻进方案的离散元仿真模型,分析不同钻杆外径、钻进速度、钻进角速度对土壤扰动率及补偿深度的影响。开展取土试验测定3种取土方案的载荷,为土壤采样设备动力元件设计提供参考依据。 展开更多
关键词 土壤采样 钻进取土 土壤扰动率 离散元仿真
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基于EDEM的带式提升机豆类颗粒运动离散元仿真分析
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作者 刘晓寅 田姗姗 +1 位作者 孙成安 沈丽月 《南方农机》 2025年第17期29-34,共6页
【目的】不同大小的颗粒在抛料过程中的受力、运动轨迹以及相互碰撞存在差异,研究线速度和大豆颗粒大小对提升机工作状态的影响具有重要现实意义。【方法】以提升机输送大豆物料的过程作为研究对象,以EDEM软件作为仿真软件,在提升速度1.... 【目的】不同大小的颗粒在抛料过程中的受力、运动轨迹以及相互碰撞存在差异,研究线速度和大豆颗粒大小对提升机工作状态的影响具有重要现实意义。【方法】以提升机输送大豆物料的过程作为研究对象,以EDEM软件作为仿真软件,在提升速度1.6 m/s、1.8 m/s和大豆颗粒直径6 mm、7 mm、8 mm条件下,对带式提升机输送大豆时的抛料过程进行离散元仿真分析,并综合分析了各条件下的抛料颗粒运动轨迹、颗粒速度-时间曲线、质量-时间曲线、距离-时间曲线。【结果】1)在物料颗粒直径一定的情况下,提升机提升速度越快,颗粒的相对运动速度越快;2)在提升机提升速度一样的情况下,颗粒直径越大,颗粒的平均相对运动速度越高,颗粒在提升机中的运行距离将会越远;3)提升机提升速度为1.6 m/s、颗粒直径为7 mm时的颗粒运动距离、质量分布、运动速度都是最为理想的,运动距离主要集中在461.9~653.8 mm,质量分布集中在0.003 334~0.003 535 kg,运动速度集中在1 728.4~6 097.4 mm/s。【结论】本研究可为后续提升机的优化设计提供参考,减少因结构不合理导致的磨损和故障,提高提升机整体性能、使用寿命及提升效率,使提升机在输送大豆物料时能够更快速、更稳定地完成作业,为相关工业生产带来更大的经济效益。 展开更多
关键词 带式提升机 离散元仿真分析 大豆颗粒 提升效率
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