莲藕主藕体弯曲破坏离散元仿真分析

以鄂莲5号为试验对象，采用单轴压缩试验获取其主藕体弹性模量、剪切模量和泊松比等本征参数，通过摩擦、碰撞试验获取莲藕间及其与钢之间的碰撞恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数等接触参数。采用Geomagic studio 3D以及Solidworks软件对莲藕主藕体进行三维建模；利用EDEM仿真软件中的Hertz Mindlin with bonding模型，建立莲藕主藕体离散元模型。以莲藕主藕体弯曲破坏结果为对照，以法向粘结刚度、切向粘结刚度、法向临界应力、切向临界应力为影响因素，开展主藕体弯曲破坏离散元单因素和二因子模拟试验。试验结果显示，法向粘结刚度、切向粘结刚度对第一弯曲破坏发生时位移值以及第一峰值影响显著，法向临界应力、切向临界应力影响不显著；在法向临界应力为3.80 MPa、切向临界应力为3.12 MPa时，采用最速下降法分析确定主藕体法向粘结、切向粘结刚度最优解分别为5.814×108、3.450×108 N/m3，据此获得主藕体第一弯曲破坏仿真峰值和位移值分别为269.72 N、7.14 mm，仿真结果相对实测结果误差分别为2.56%、2.00%。

Discrete element simulation of bending failure of main lotus root