数值仿真分析中散体玉米物理力学参数及应用

摘要

玉米颗粒物理及力学特性参数是开展其种采、储运和装卸装备离散元数值仿真的基础，其取值合理性直接影响颗粒流动、堆积和装备输送过程分析结果。为提高玉米相关装备仿真分析中参数选取的针对性和有效性，文中系统梳理了玉米颗粒粒度、密度、摩擦系数、碰撞恢复系数、剪切模量和泊松比等关键参数。进一步以倾斜式螺旋输送机为工程应用对象，建立玉米颗粒离散元模型和螺旋输送机仿真模型，保持螺距、输送距离和进料条件不变，改变螺旋转速，分析100、150和200r?min?1工况下出料质量流量、颗粒平均轴向速度及螺旋轴扭矩变化规律。结果表明，基于文献研究选取的参数能够用于玉米颗粒倾斜输送过程的数值建模；随着转速提高，颗粒平均轴向速度由0.203m?s?1增加至0.396m?s?1，螺旋轴平均扭矩由108.56N?m增加至344.94N?m；150r?min?1工况下平均出料质量流量最高，为4.67kg?s?1。研究结果可为玉米颗粒离散元参数选取及倾斜螺旋输送装备仿真分析提供参考。