Calibración de parámetros de contacto de tallos de ramio basada en el método de elementos discretos
Autores: Hu, Yao; Xiang, Wei; Duan, Yiping; Yan, Bo; Ma, Lan; Liu, Jiajie; Lyu, Jiangnan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Calibración de parámetros de contacto de tallos de ramio basada en el método de elementos discretos
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Parámetros físicos
Parámetros de contacto
Tallo de ramié
ángulo de apilamiento
Coeficientes de fricción
Calibración
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Para obtener los parámetros físicos y los parámetros de contacto de la simulación de decorticación del tallo de rama, en este estudio se midieron las dimensiones estructurales, la densidad, el contenido de humedad, el módulo elástico y los parámetros de contacto del tallo de rama basados en el floema y xilema del tallo de rama. Los ángulos de apilamiento físico del floema y xilema se midieron mediante el método de elevación del cilindro y la extracción del método de partición, respectivamente. Los parámetros de contacto entre el xilema y el floema del tallo de rama se calibraron directamente. Además, los parámetros de contacto del floema-floema, floema-acero Q235A, xilema-xilema y xilema-acero Q235A se utilizaron como objetos de calibración, y el ángulo de apilamiento simulado se utilizó como índice de evaluación. Luego, se diseñó la prueba de Plackett-Burman para seleccionar los parámetros que afectaban significativamente el ángulo de apilamiento simulado. Además, la prueba de ascenso más empinada determinó el rango óptimo de valores para dos parámetros significativos del floema y tres parámetros significativos del xilema. Basándose en el diseño compuesto central, se establecieron ecuaciones de regresión de segundo orden entre los parámetros significativos del floema y xilema y el ángulo de apilamiento, respectivamente. Los ángulos de apilamiento físico de 37.93 grados para el floema y 27.17 grados para el xilema fueron los valores objetivo para obtener el grupo de parámetros óptimos. Los resultados mostraron que los coeficientes de fricción de restitución, estático y de rodadura entre el xilema y el floema fueron 0.60, 0.53 y 0.021, respectivamente. Los coeficientes de fricción estático y de rodadura entre el floema y el floema fueron 0.41 y 0.056, respectivamente. El coeficiente de fricción de rodadura entre el xilema y el acero Q235A fue 0.033, y los coeficientes de fricción estático y de rodadura entre el xilema y el xilema fueron 0.44 y 0.016, respectivamente. La prueba de verificación mostró que los valores de error relativo fueron inferiores al 2.11%, lo que indicó que el método de modelado y la calibración de parámetros de los modelos de floema y xilema del tallo de rama eran precisos y confiables. Pueden ser utilizados para las pruebas de simulación de calibración subsiguientes de los parámetros de unión del tallo de rama y las simulaciones de decorticación del tallo de rama.
Descripción
Para obtener los parámetros físicos y los parámetros de contacto de la simulación de decorticación del tallo de rama, en este estudio se midieron las dimensiones estructurales, la densidad, el contenido de humedad, el módulo elástico y los parámetros de contacto del tallo de rama basados en el floema y xilema del tallo de rama. Los ángulos de apilamiento físico del floema y xilema se midieron mediante el método de elevación del cilindro y la extracción del método de partición, respectivamente. Los parámetros de contacto entre el xilema y el floema del tallo de rama se calibraron directamente. Además, los parámetros de contacto del floema-floema, floema-acero Q235A, xilema-xilema y xilema-acero Q235A se utilizaron como objetos de calibración, y el ángulo de apilamiento simulado se utilizó como índice de evaluación. Luego, se diseñó la prueba de Plackett-Burman para seleccionar los parámetros que afectaban significativamente el ángulo de apilamiento simulado. Además, la prueba de ascenso más empinada determinó el rango óptimo de valores para dos parámetros significativos del floema y tres parámetros significativos del xilema. Basándose en el diseño compuesto central, se establecieron ecuaciones de regresión de segundo orden entre los parámetros significativos del floema y xilema y el ángulo de apilamiento, respectivamente. Los ángulos de apilamiento físico de 37.93 grados para el floema y 27.17 grados para el xilema fueron los valores objetivo para obtener el grupo de parámetros óptimos. Los resultados mostraron que los coeficientes de fricción de restitución, estático y de rodadura entre el xilema y el floema fueron 0.60, 0.53 y 0.021, respectivamente. Los coeficientes de fricción estático y de rodadura entre el floema y el floema fueron 0.41 y 0.056, respectivamente. El coeficiente de fricción de rodadura entre el xilema y el acero Q235A fue 0.033, y los coeficientes de fricción estático y de rodadura entre el xilema y el xilema fueron 0.44 y 0.016, respectivamente. La prueba de verificación mostró que los valores de error relativo fueron inferiores al 2.11%, lo que indicó que el método de modelado y la calibración de parámetros de los modelos de floema y xilema del tallo de rama eran precisos y confiables. Pueden ser utilizados para las pruebas de simulación de calibración subsiguientes de los parámetros de unión del tallo de rama y las simulaciones de decorticación del tallo de rama.