《表3 试验方差分析:多年生苜蓿地切根补播机低阻松土铲设计与试验》
由于长期的机具压实作业,多年生人工苜蓿地的耕作层下存在一层紧实的犁底层,因此需将土槽模型设置为3层,即耕作层、犁底层和心土层。经试验测得耕作层、犁底层和心土层土壤颗粒实际堆积角分别为36.58°、41.13°和35.29°。土壤颗粒间的微观接触参数不易获取,因此为确保数值模拟准确性,以土壤颗粒间静摩擦因数、土壤颗粒间滚动摩擦因数和颗粒间粘聚能量密度为试验因素,以土壤模拟堆积角为试验指标,进行3组三因素四水平正交模拟试验,分别对3层土壤颗粒模型参数进行标定。以耕作层土壤颗粒模型参数标定过程为例,其试验因素水平如表1所示,各因素上下限水平由前期大量单因素试验确定。分别在不同参数组合条件下建立土壤颗粒接触模型,设置时间步长为1×10-5s,在一个圆柱体内生成土壤颗粒,完毕后撤掉圆柱体,让颗粒自然下落堆积形成土堆,如图6所示。为减少人为测量导致的误差,利用Matlab软件对采集到的堆积角图像依次进行去噪处理、灰度处理以及二值化处理,获取土堆边界点,其连线即种堆边界曲线,最后采用最小二乘法对曲线进行拟合,得到一条直线,直线的斜率即土壤颗粒的模拟堆积角,如图7所示,每组试验重复5次取平均值测量并记录堆积角,结果如表2所示,表中A、B、C为因素水平值。对试验结果进行方差分析,如表3所示,可知各试验因素对模拟堆积角均有显著影响。根据表2中的极差分析结果,确定A3B3C4为最优组合,即颗粒间摩擦因数0.35,颗粒间滚动摩擦因数0.18,颗粒间粘聚能量密度6 654 J/cm3,在此条件下模拟堆积角为36.17°,与实际堆积角之间误差为1.12%,满足数值模拟精度要求。犁底层和心土层土壤颗粒模型参数标定方法与耕作层相同,最终标定结果如表4所示。
图表编号 | XD00206368300 严禁用于非法目的 |
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绘制时间 | 2021.02.25 |
作者 | 马文鹏、尤泳、王德成、胡佳宁、郇晓龙、祝露 |
绘制单位 | 中国农业大学工学院、中国农业大学工学院、中国农业大学工学院、石家庄鑫农机械有限公司、中国农业大学工学院、中国农业大学工学院 |
更多格式 | 高清、无水印(增值服务) |