苹果颗粒离散元接触参数标定与仿真试验

张宏建; 韩欣; 杨化伟; 陈修波; 赵光泽; 孙经伟; 孙林林; 王金星; 《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：为精准确定红富士、花牛和黄元帅苹果的接触参数，该研究基于离散元法对3种苹果颗粒的仿真模型进行接触参数标定试验。首先，创建3种苹果的离散元填充模型，并通过电子秤、万能试验机等试验设备，确定其本征参数。其次，通过碰撞弹跳试验、斜面滑移试验和斜面滚动试验，得到红富士、花牛和黄元帅苹果与亚克力板的碰撞恢复系数分别为0.473、0.432和0.466；与亚克力板的静摩擦系数分别为0.435、0.536和0.519；与亚克力板的滚动摩擦系数分别为0.007 7、0.013 8和0.008 8。最后，通过堆积角试验、最陡爬坡试验确定二次回归正交旋转组合试验，得到红富士、花牛和黄元帅同种苹果间的碰撞恢复系数分别为0.487、0.348和0.469；静摩擦系数分别为0.584、0.869和0.644；滚动摩擦系数分别为0.084、0.096和0.093。试验结果表明，红富士、花牛和黄元帅苹果仿真试验与物理试验的休止角相对误差分别为5.95%、6.55%、8.67%。研究结果可为苹果物理特性和低损采收技术研究提供理论依据和模型支撑。

关键词： 离散元 模型 苹果 接触参数 标定与试验 堆积角