基于虛擬堆積試驗(yàn)的食用玫瑰花瓣離散元參數(shù)標(biāo)定

勾富強(qiáng) 尹志宏 牛憲偉 嚴(yán)躍撥

(1. 昆明理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，云南 昆明 650500；2. 騰翎機(jī)械科技〔云南〕有限公司，云南 昆明 650500)

目前對(duì)食用玫瑰花瓣的研究，主要集中于玫瑰花瓣的干燥、成分分析、食品工藝研究等方面。而對(duì)于食用玫瑰花瓣的加工設(shè)備的研制，方衛(wèi)山等[1]研制的食用玫瑰花瓣的初分選成套設(shè)備進(jìn)一步推動(dòng)了玫瑰花瓣的加工水平。為提高食用玫瑰花瓣的加工設(shè)備研制速度，研究食用玫瑰花瓣與加工設(shè)備之間的相互作用，食用玫瑰花瓣的建模與參數(shù)標(biāo)定顯得尤為重要。

離散單元法是一種研究物料散體運(yùn)動(dòng)行為的數(shù)值模擬方法，能夠較為直觀地研究物料的非線性運(yùn)動(dòng)姿態(tài)[2]。對(duì)于難以通過物理試驗(yàn)直接獲取的參數(shù)，通常采用堆積角試驗(yàn)、直剪切試驗(yàn)和壓縮試驗(yàn)的參數(shù)標(biāo)定方法。馬彥華等[3]通過物理試驗(yàn)和仿真相結(jié)合的方法，標(biāo)定了苜蓿秸稈的仿真參數(shù)；廖宜濤等[4]通過油菜莖稈彎曲破壞仿真試驗(yàn)進(jìn)行了仿真參數(shù)標(biāo)定；侯杰等[5]基于堆積試驗(yàn)標(biāo)定了水稻莖稈接觸參數(shù)。基于上述文獻(xiàn)，結(jié)合食用玫瑰花瓣結(jié)構(gòu)特征，研究提出采用離散元方法建立柔性食用玫瑰花瓣離散元模型，通過物理堆積試驗(yàn)與虛擬堆積試驗(yàn)相結(jié)合，采用Placket-Burman試驗(yàn)、最陡爬坡試驗(yàn)和Box-Behnken試驗(yàn)確定對(duì)堆積角影響顯著的因素以及參數(shù)取值，以期為食用玫瑰花瓣離散元仿真研究提供數(shù)據(jù)支持。

1 食用玫瑰花瓣柔性離散元建模

食用玫瑰花瓣屬于散粒體物料，基于GB/T 4472—2011中關(guān)于固體密度的測(cè)量方法，測(cè)量得到食用玫瑰花瓣的真實(shí)密度均值為552.8 kg/m3。……