基于堆积试验的针形茶叶离散元仿真参数标定

针对针形茶叶在理条机加工过程中离散元仿真缺少准确的模型参数，导致茶叶理条机离散元仿真过程中易出现失真问题，以单芽茶叶颗粒为研究对象，基于切片技术的近似法建立颗粒模型，采用离散元仿真与漏斗注入法堆积试验相结合的方法，对其仿真参数进行标定。以茶叶颗粒的休止角为响应值，设计Plackett-Burman试验得到对茶叶颗粒休止角有显著性影响的参数：茶叶颗粒间碰撞恢复系数、茶叶颗粒间静摩擦系数和茶叶颗粒间滚动摩擦系数；以仿真试验休止角和实际堆积试验休止角之间的相对误差为目标，进行最陡爬坡试验确定显著性参数的最优值范围，并通过Box-Behnken试验建立茶叶颗粒休止角与显著性参数之间的二次多项式方程，利用Design-Expert软件优化模块得出显著性参数最优值：茶叶颗粒间碰撞恢复系数0.28、茶叶颗粒间静摩擦系数0.15、茶叶颗粒间滚动摩擦系数0.10;并对标定的结果进行离散元仿真验证，结果表明：仿真得到的茶叶颗粒休止角均值为19.52°,与实际茶叶颗粒休止角20.23°相比，相对误差为3.51%,说明此参数标定结果合理有效。为茶叶理条机的优化设计及茶叶加工数值模拟过程提供一定的理论参考。