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Eficiente y precisa calibración de parámetros del método de elementos discretos para frijoles negros

Autores: Wang, Xuezhen; Zhai, Qinghang; Zhang, Shihao; Li, Qianwen; Zhou, Hanmi

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Eficiente y precisa calibración de parámetros del método de elementos discretos para frijoles negros


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Agronomía y Ciencia de los Cultivos

Palabras clave

Parámetros de elemento discreto
Frijol negro
Método de elevación cilindro en cilindro
ángulos de reposo
Velocidad de elevación
Radio del cilindro

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 21

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los parámetros de elementos discretos del frijol negro (BLB) son clave para desarrollar maquinarias BLB de alto rendimiento (por ejemplo, sembradoras y descascaradoras), que aún faltan en la literatura previa. En este estudio, se investigaron los efectos del radio y la velocidad de elevación del método de elevación cilindro-en-cilindro (CLM) en las simulaciones para obtener de manera eficiente y precisa el ángulo de reposo. Los parámetros del método de elementos discretos (DEM) del BLB fueron determinados combinando la prueba de Diseño de Plackett-Burman, la prueba de ascenso más pronunciado y la prueba de diseño compuesto central. Los resultados muestran que el momento de medición (es decir, 12 s) de los ángulos de reposo debe determinarse cuando la energía cinética alcance el umbral mínimo (1 x 10 J) para obtener de manera eficiente y precisa los ángulos de reposo; una medición demasiado temprana o demasiado tardía puede resultar en ángulos de reposo inexactos o un tiempo de cálculo excesivo de la computadora, respectivamente. La velocidad de elevación y el radio del cilindro afectaron los desplazamientos laterales de los BLBs y conllevaron un mayor tiempo de cálculo y uso de memoria. Se determinó una velocidad de elevación de 0.015 m·s y un radio de 40 mm del cilindro en las simulaciones CLM. El coeficiente de fricción estática y el coeficiente de fricción de rodadura entre los BLBs afectaron significativamente los ángulos de reposo. Se obtuvo un coeficiente de fricción estática de 0.202 y un coeficiente de fricción de rodadura de 0.0104 entre los BLBs basados en los resultados de optimización. Se encontró un bajo error relativo (0.74%) y una diferencia insignificante ( > 0.05) entre los ángulos de reposo simulados y medidos. El método sugerido puede ser potencialmente utilizado para calibrar los parámetros DEM de los BLBs con buena precisión. Los resultados de este estudio pueden proporcionar implicaciones para investigar las interacciones de los BLBs y varias máquinas de procesamiento de BLBs y para la determinación eficiente y precisa de los parámetros DEM de granos de cultivos.

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