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Optimización de parámetros y estudio experimental sobre el proceso de aplanamiento de tallos de alfalfa basado en DEM-MBD

Autores: Yang, Zhikai; Zhang, Keping; Yang, Jinlong; Yao, Yaping

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 8

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para abordar problemas como el aplanamiento desigual y la alta tasa de rotura de tallos en las operaciones de acondicionamiento de campo de alfalfa después de la cosecha, se diseñó un dispositivo de aplanamiento y modulación de holgura ajustable. El dispositivo incorpora un mecanismo de presión flotante de doble resorte y un mecanismo de ajuste de precarga para garantizar el rendimiento adaptativo de los rodillos de acondicionamiento durante el aplanamiento de tallos de alfalfa. Según las características biológicas de los tallos de alfalfa, se estableció un modelo de acoplamiento rígido-flexible entre los tallos y el dispositivo de aplanamiento y modulación. Usando el Método de Elementos Discretos (DEM) y la tecnología de co-simulación de Dinámica Multicuerpo (MBD), se realizaron experimentos con la cantidad de alimentación, la velocidad de los rodillos y la fuerza de precarga del resorte de amortiguación como factores de prueba, mientras que la tasa de trituración de tallos y la tasa de fractura clave de unión sirvieron como índices de evaluación. Se empleó un diseño experimental de Box-Behnken para simular el proceso de acondicionamiento dinámico, seguido de un análisis de regresión de los resultados de la simulación. Los hallazgos revelaron combinaciones óptimas de parámetros de la siguiente manera: cantidad de alimentación de 5.10 kg/s, velocidad de los rodillos de modulación de 686.87 r/min y fuerza de precarga del resorte de amortiguación de 670.02 N. Según la combinación óptima de parámetros para llevar a cabo pruebas de campo, la tasa de aplanamiento promedio de tallos y la tasa de trituración de tallos fueron del 95.71% y 1.73%, respectivamente, lo que mostró un pequeño error relativo con el valor predicho y cumplió con los requisitos de aplanamiento y modulación de tallos de alfalfa. Estos hallazgos de investigación proporcionan una base teórica y soporte técnico para el diseño y optimización de dispositivos de aplanamiento y modulación de alfalfa.

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