为获取玉米田耕层不同土壤的各项参数,本文将玉米田耕层典型土壤分为未与玉米根茬接触的普通土壤(PT)和与玉米根茬结合形成根土复合体的土壤(GT),采用物理试验与离散元仿真相结合的方法,分别对离散元参数进行标定。基于Hertz-Mindlin(no...为获取玉米田耕层不同土壤的各项参数,本文将玉米田耕层典型土壤分为未与玉米根茬接触的普通土壤(PT)和与玉米根茬结合形成根土复合体的土壤(GT),采用物理试验与离散元仿真相结合的方法,分别对离散元参数进行标定。基于Hertz-Mindlin(no slip)接触模型,采用中心组合试验设计方法,以土壤堆积角为目标值,进行了四因素五水平仿真试验。基于Hertz-Mindlin with bonding接触模型,采用Design-Expert软件,应用Plackett-Burman设计敏感性分析试验、最陡爬坡试验、Box-Behnken试验,以土壤硬度为目标值,对显著性参数进行寻优,得到PT最优解组合为:粘结键法向刚度4.37×10^(7)N/m^(3)、粘结键切向刚度1.46×10^(7)N/m^(3)、切向极限应力3.24×105Pa;GT最优解组合为:粘结键法向刚度5.19×10^(7)N/m^(3)、粘结键切向刚度4.25×10^(7)N/m^(3)、法向极限应力4.52×105Pa。基于两种土壤标定的参数对其进行了土壤直剪验证试验,结果表明,所标定的两种土壤仿真和实测最大剪应力的相对误差均低于10%,仿真参数可靠。本文提出的土壤颗粒建模方法、标定方法及其所标定的参数值准确可靠,可为玉米田耕层土壤模型构建提供理论依据。展开更多
文摘为获取玉米田耕层不同土壤的各项参数,本文将玉米田耕层典型土壤分为未与玉米根茬接触的普通土壤(PT)和与玉米根茬结合形成根土复合体的土壤(GT),采用物理试验与离散元仿真相结合的方法,分别对离散元参数进行标定。基于Hertz-Mindlin(no slip)接触模型,采用中心组合试验设计方法,以土壤堆积角为目标值,进行了四因素五水平仿真试验。基于Hertz-Mindlin with bonding接触模型,采用Design-Expert软件,应用Plackett-Burman设计敏感性分析试验、最陡爬坡试验、Box-Behnken试验,以土壤硬度为目标值,对显著性参数进行寻优,得到PT最优解组合为:粘结键法向刚度4.37×10^(7)N/m^(3)、粘结键切向刚度1.46×10^(7)N/m^(3)、切向极限应力3.24×105Pa;GT最优解组合为:粘结键法向刚度5.19×10^(7)N/m^(3)、粘结键切向刚度4.25×10^(7)N/m^(3)、法向极限应力4.52×105Pa。基于两种土壤标定的参数对其进行了土壤直剪验证试验,结果表明,所标定的两种土壤仿真和实测最大剪应力的相对误差均低于10%,仿真参数可靠。本文提出的土壤颗粒建模方法、标定方法及其所标定的参数值准确可靠,可为玉米田耕层土壤模型构建提供理论依据。
