Calibrarea parametrilor pentru modelul frunză-tulpină-tăiere al muștarului tuberos (Brassica juncea L.) bazat pe metoda elementelor discrete

Tăierea tulpinilor de frunze reprezintă un pas critic în recoltatul mecanizat al muștarului tuberos (Brassica juncea L.).

Acest studiu se axează pe calibrarea parametrilor pentru modelul cu elemente discrete al tulpinilor de frunze de muștar, pentru a vizualiza procesul de tăiere și a facilita simulările numerice.

Proprietățile intrinseci ale materialului au fost măsurate pe baza testelor mecanice, iar software-ul de simulare EDEM2022 a fost utilizat pentru calibrarea parametrilor modelului.

Modelul Hertz–Mindlin (fără alunecare) a fost folosit pentru a simula unghiul de stivuire al tulpinilor de frunze de muștar, iar parametrii de contact pentru modelul cu elemente discrete au fost determinați folosind o combinație de design factorial la două niveluri, metoda celor mai abrupte ascensiuni și testele CCD (design central compozit).

Rezultatele au arătat că coeficientul de restituție, coeficientul de frecare statică și coeficientul de frecare de rostogolire pentru tulpinile de frunze au fost, respectiv, 0,45, 0,457 și 0,167, în timp ce pentru interacțiunile dintre tulpinile de frunze și părțile de lucru, aceste valori au fost 0,45, 0,55 și 0,175.

Pe baza modelului Hertz–Mindlin cu legare, au fost calculați parametrii principali de legare, iar pentru optimizare s-a aplicat un test BBD (design Box–Behnken).

Compararea rezultatelor simulării cu cele experimentale a indicat că eroarea relativă în ceea ce privește forța de tăiere maximă a fost de maxim 5%, ceea ce sugerează că modelul calibrat poate servi drept referință teoretică fiabilă pentru proiectarea și optimizarea echipamentelor de recoltare și tăiere a muștarului tuberos..