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离散元法中所用土壤参数测量及标定方法研究

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[目的]针对离散元仿真软件涉及的土壤参数进行测量及标定.[方法]基于Hertz-Mindlin with JKR黏结模型,通过直接测量法测量土壤的固体密度、弹性模量和泊松比,并用堆积角和滑动摩擦角来标定土壤接触参数.通过中心组合试验,采用Design-Expert 8.0.6软件,以土壤休止角、土壤与65Mn钢滑动摩擦角的仿真值与实测值的相对误差为优化目标进行回归分析.[结果]通过分析获得最优的离散元接触参数组合为土壤间恢复系数0.28、静摩擦系数0.49、滚动摩擦系数0.24、土壤表面能0.04 J/m2,土壤与65Mn钢间恢复系数0.59、静摩擦系数0.67、滚动摩擦系数0.13.在所测土壤参数及最优标定参数下,采用离散元仿真模拟探针入土行为,获得探针在8 mm/s的贯入速度下,贯入20、40、60、80和100 mm处仿真试验和土槽试验探针阻力相对误差分别为8.59％、9.88％、9.72％、0.15％、6.98％,误差在可接受范围内.[结论]参数测量和标定方法准确可靠性,可为松软土壤的离散元仿真提供参考.
Study on Measurement and Calibration Methods of Soil Parameters Used in Discrete Element Method

Discrete element methodSoft soilParameter measurementParameter calibrationProbe penetration

庞靖、林晓君、陈松涛、耿令新、周浩、金鑫

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河南科技大学农业装备工程学院,河南洛阳471003

河南省机械装备先进创造协同中心,河南洛阳471003

潍柴动力股份有限公司,山东潍坊261000

离散元法 松软土壤 参数测量 参数标定 探针贯入

国家重点研发计划项目

2017YFD0700300

2023

10.3969/j.issn.0517-6611.2023.18.002

安徽农业科学
安徽省农业科学院

安徽农业科学

影响因子：0.413
ISSN：0517-6611
年,卷(期)：2023.51(18)
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