花生荚果离散元仿真参数标定

来源：中国农机化学报杂志2022年第11期北京时间：

作者：徐效伟, 魏海, 颜建春, 鲍国丞, 杜元杰, 谢焕雄

单位：1. 农业农村部南京农业机械化研究所，南京市，210014; 2. 江苏省农业机械试验鉴定站，南京市，210017

摘要：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。

关键词：花生荚果,堆积角,离散元仿真,参数优化,参数标定

基金资助：中国农业科学院所级基本科研业务费项目(S201936—38)；江苏省333人才工程资助项目(BRA2019089)；花生产业技术体系产后加工机械岗位(CARS—14—产后加工机械)