基于离散元法的勺轮式排种器性能仿真分析

为研究勺轮式排种器在播种玉米时出现的单粒播种、重播和漏播等不同情况,建立了其离散元模型,对以上3种运动过程进行了仿真分析.分别建立了播种合格率、重播率、漏播率和递种起始角、排种盘转速之间的回归方程式,为排种器的研究提供了一定的参考,并通过试验台试验验证其可行性;同时,试验结果表明:当递种起始角为2°、11°或20°时,排种效果较优时的排种盘转速为26.46r·min-1,合格指数最高可达94.54％;当递种起始角为29°或38°时,排种效果较优时的排种盘转速为34.02 r·minl,合格指数最高可达92.21％.  

基于EDEM绿茶滚筒杀青机温度场研究

在充分调研传统和新式绿茶滚筒杀青机设备的基础上，基于离散元分析法的原理，借助EDEM软件对滚筒进行温度场分析，并探讨了滚筒转速、导叶板数量及导叶板倾角的大小对杀青效果的影响。  

水稻往复拨叉式排种器设计及其运动过程的离散元法仿真分析

为满足水稻精量穴直播生产需求,以往复式排种器为基础,设计了一种往复拨叉式排种器.介绍了往复拨叉式排种器的工作原理、结构组成及关键部件设计.根据水稻种子的外形尺寸及充种状态概率,设计了5种规格的U型充种型孔;为缩短运种行程,采用了偏心轮传动机构,并设计了刮种装置.借助EDEM离散元法对其进行运动模拟仿真,分析其排种过程并提出改进措施.仿真结果显示:往复拨叉式排种器在充种型孔长、宽、厚分别为10.0、9.0、5.0 mm,拨叉杆往复运行频率为10 Hz运行条件下,稻种粒数为3～6粒的穴数在90％以上,重播指数及漏播指数均小于5％,满足水稻机械化精量穴直播要求.  

土壤试样单轴压缩试验与离散元法模拟对比研究

土壤是典型的松散介质,利用粘连的颗粒离散元模型模拟土壤聚团的行成及破裂一直是散体力学的热点之一。本研究详细描述了利用带粘连的颗粒离散元模型制备土壤聚团的方法,利用粘连颗粒离散元模型对土样单轴压缩试验进行数值模拟分析,将模拟结果与试验结果进行对比分析。结果表明:试验与模拟得到的压缩曲线走势吻合,均呈拟线性上升,达到峰值后光滑下降;试验和模拟得到的土壤压缩时的强度极限分别为21.5和24 kPa,模拟值高于试验值11.6%。  

基于堆积试验的壤土离散元参数的标定

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%。  

等径球颗粒群流动特征实验研究

为考察等径球颗粒流动特性以便正确地设计模型试验或简化离散元计算,进行了透明可视的二维(单层紧密排列)平底仓钢珠卸料实验、拟二维矩形料槽玻璃球卸料实验和三维半圆柱平底仓玻璃球卸料实验。结果表明:二维(单层)精确等径球颗粒床具有微晶格效应,因此流动是畸变的;半圆柱仓的三维流动不出现畸变;而第3方向取几个球厚度的拟二维流动也避免了微晶格效应和畸变。透明半圆柱平底仓的玻璃球卸料实验表明用它取代圆柱仓可以较好反映圆柱仓内颗粒流动规律。拟二维和半圆柱仓的简化对诸如球床式核反应堆堆芯内球流一类问题的模型实验和离散元模拟有实用价值。  

离散元法在土壤动力学方面的研究

离散元法是求解与分析复杂离散系统的运动规律与力学特性的一种新型数值方法。耕作土壤本身具有离散性质,因此离散元法是分析外力作用下土壤动态行为变化过程的较理想方法。本文主要阐述了离散元法在土壤动力学方面的国内外研究进展,就接触模型、颗粒形状模型、接触判断以及与其他数值方法的耦合的国外研究进展进行综述,并对将来的研究工作进行展望。