华中农业大学学报

作者：涂鸣，曹涛，万志华，莫泓滔，张国忠

单位：1.华中农业大学工学院/农业农村部长江中下游农业装备重点实验室,武汉 430070;2.武汉轻工大学机械工程学院,武汉 430023

关键词：菱角;离散元;粘结参数;标定;剪切;仿真试验

基金：国家特色蔬菜产业技术体系专项（CARS-24-D-02）；湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目（T201934）

针对菱角（Trapa bispinosa Roxb.）脱壳初加工装备设计与仿真分析时缺乏有效的离散元模型问题，开展菱角粘结离散元参数标定与样机试验工作。采用三维反求技术获取菱角轮廓模型，测取菱角本征参数及基本接触参数，得到菱角平均剪切力为352.95 N，并以此为标定目标，采用EDEM软件中的Hertz-Mindlin with bonding模型建立菱角离散元模型，通过单因素试验筛选粘结参数标定范围，由二水平析因试验、最陡爬坡试验筛选显著因素及其标定区间，设计响应面试验求解粘结参数，确定离散元模型中的最优粘结参数组合，开展旋转剪切仿真试验及样机验证试验。结果显示：仿真得到的菱角脱壳剪切力为352 N，与实际误差为0.269%；菱角剪切刀具为矩形，转速230 r/min时，剪切力最小值为93.20 N，与预测值92.99 N的误差为0.215%；样机试验中矩形刀具在转速为230 r/min时各项性能指标最优，表明建立的菱角离散元模型可靠。

来源：2023年第4期

《华中农业大学学报》期刊编辑部

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