基于响应曲面法的土壤离散元模型的参数标定研究

作者：刘坤宇; 苏宏杰; 李飞宇; 焦巍^*

来源：中国农机化学报, 2021, 42(09): 143-149.

DOI：10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2021.09.20

• 离散元
• 堆积角
• 土壤
• 响应面
• Plackett-Burman试验

为准确地建立土壤的离散元模型,获取土壤离散元仿真中的仿真参数,以真实的土壤直剪切试验,与堆积试验来获取土壤的泊松比、堆积角。以堆积角为响应值,基于响应面优化,标定土壤离散元的相关参数。采用Design Expert软件依次设计Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验与Box-Behnken试验得到土壤的最优参数组合。选用堆积角为目标对回归模型进行优化,得到了一组最优解。最终获取土壤的内摩擦角19°,泊松比为0.40,土壤的内聚力9.06,土壤接触模型JKR表面能为3.927 J/m2、土壤—土壤恢复系数为0.332、土壤—土壤静摩擦因数为0.719,实际堆积角试验与最优解仿真堆积角试验相比较结果表明,两者在堆积角角度以及堆积角形态上有较高的相似性。证明了本次仿真标定的可行性,为后续农业机械离散元仿真奠定基础。

• 单位
  机电工程学院; 内蒙古农业大学; 中国农业科学院草原研究所