DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2024.10(41).2.123-130
Дослідження процесу руйнування зерна кукурудзи з використанням цифрових моделей
Об авторах
В.Ю. Дудін, доцент, кандидат технічних наук, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Дніпро, Україна, e-mail: dudin.v.yu@dsau.dp.ua, ORCID ID: 0000-0002-1414-7690
І.М. Білоус, здобувач вищої освіти на третьому рівні, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Дніпро, Україна, bilous.i.m@dsau.dp.ua
Анотація
Основою цього дослідження є процес руйнування зерна кукурудзи. Проведено випробування для визначення впливу геометричних параметрів та фізико-механічних (модуль Юнга, коефіцієнт Пуассона, гранична напруга розтягнення та зсуву) на механічні властивості зерна кукурудзи. Розроблено модель механіки контакту пуансона з зерном кукурудзи для аналізу його механічних властивостей, які впливають на якість подрібнення та для визначення адекватних параметрів моделі, що відповідатимуть лабораторному експерименту.
Ключові слова
зерно кукурудзи, моделювання, стиск, зусилля руйнування
Повний текст:
PDF
Посилання
1. Shevchenko, N., 2020: An Introduction to Model-Based Systems Engineering (MBSE). Carnegie Mellon University, Software Engineering Institute's Insights (blog), Accessed January 28, 2025, https://doi.org/10.58012/d464-qf49.
2. Arendarenko, V. M., & Samoilenko, T. V. (2018). The mathematical modeling of the loading process of grain to the silos. Scientific Progress & Innovations, (2), 158–161. https://doi.org/10.31210/visnyk2018.02.26
3. Kubík, Ľ., Božiková, M. & Kažimírová, V. Mechanical Properties of Wheat Grains at Compression. Acta Technologica Agriculturae, 2021, Slovak University of Agriculture in Nitra, vol. 24 no. 4, pp. 202-208. https://doi.org/10.2478/ata-2021-0033
4. Chen, Z., Wassgren, C., Tamrakar, A., & Ambrose, R. P. K. (2023). Validation of a DEM Model for predicting grain damage in an industrial-scale handling system. Smart Agricultural Technology, 5, 100274. https://doi.org/10.1016/j.atech.2023.100274
5. Aliiev Elchyn. Numerical simulation of agricultural production processes: textbook. Kyiv: Agrarna nauka, 2023. 340 p.
6. Zhong, J., Tao, L., Li, S., Zhang, B., Wang, J., & He, Y. (2022). Determination and interpretation of parameters of double-bud sugarcane model based on discrete element. Computers and Electronics in Agriculture, 203, 107428. https://doi.org/10.1016/j.compag.2022.107428
7. Liu, Z., Ma, H., & Zhao, Y. (2021). Comparative study of discrete element modeling of tablets using multi-spheres, multi-super-ellipsoids, and polyhedrons. Powder Technology, 390, 34–49. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.05.065
8. Kruggel‐Emden, H., Rickelt, S., Wirtz, S., & Scherer, V. (2008). A study on the validity of the multi-sphere Discrete Element Method. Powder Technology, 188(2). P. 153–165. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2008.04.037
9. Wiącek, J., Molenda, M., Horabik, J., & Ooi, J. Y. (2012). Influence of grain shape and intergranular friction on material behavior in uniaxial compression: Experimental and DEM modeling. Powder Technology, 217, 435–442. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2011.10.060
10. Markauskas, D., & Kačianauskas, R. (2010). Investigation of rice grain flow by multi-sphere particle model with rolling resistance. Granular Matter, 13(2). P. 143–148. https://doi.org/10.1007/s10035-010-0196-5
11. Boac, J. M., Casada, M. E., Maghirang, R. G., & Harner, J. P. (2010). Material and interaction properties of selected grains and oilseeds for modeling discrete particles. Transactions of the ASABE, 53(4), 1201–1216. https://doi.org/10.13031/2013.32577
12. Weigler, F., & Mellmann, J. (2014). Investigation of grain mass flow in a mixed flow dryer. Particuology, 12, 33–39. https://doi.org/10.1016/j.partic.2013.04.004
13. Coetzee, C. (2017). Review: Calibration of the discrete element method. Powder Technology, 310, 104–142. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.01.015
14. Wang, L., Zhou, W., Ding, Z., Li, X., & Zhang, C. (2015). Experimental determination of parameter effects on the coefficient of restitution of differently shaped maize in three-dimensions. Powder Technology, 284. P. 187–194. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.06.042
15. Markauskas, D., Ramírez-Gómez, Á., Kačianauskas, R., & Zdancevičius, E. (2015). Maize grain shape approaches for DEM modelling. Computers and Electronics in Agriculture, 118. P. 247–258. https://doi.org/10.1016/j.compag.2015.09.004
16. Li, X., Liu, F., Zhao, M., Zhang, T., Li, F., & Zhang, Y. Determination of contact parameters of maize seed and seed metering device. (2018). Agric. Mech. Res., 40. P. 149–153.
Пристатейна бібліографія ГОСТ
1. Shevchenko, N., 2020: An Introduction to Model-Based Systems Engineering (MBSE). Carnegie Mellon University, Software Engineering Institute's Insights (blog), Accessed January 28, 2025, https://doi.org/10.58012/d464-qf49.
2. Арендаренко, В. М. Самойленко, Т. В. Математичне моделювання процесу завантаження силосів зерном. Вісник Полтавської Державної Аграрної Академії, 2018. (2), 158-161. https://doi.org/10.31210/visnyk2018.02.26
3. Kubík, Ľ., Božiková, M., Kažimírová, V. Mechanical Properties of Wheat Grains at Compression. Acta Technologica Agriculturae, 2021, Slovak University of Agriculture in Nitra, vol. 24 no. 4, pp. 202-208. https://doi.org/10.2478/ata-2021-0033
4. Chen, Z., Wassgren, C., Tamrakar, A., Ambrose, R. P. K. Validation of a DEM Model for predicting grain damage in an industrial-scale handling system. Smart Agricultural Technology, 2023. 5, 100274. https://doi.org/10.1016/j.atech.2023.100274
5. Алієв Е. Б. Чисельне моделювання процесів агропромислового виробництва: підручник. Київ: Аграрна наука, 2023. 340 с.
6. Zhong, J., Tao, L., Li, S., Zhang, B., Wang, J., & He, Y. Determination and interpretation of parameters of double-bud sugarcane model based on discrete element. Computers and Electronics in Agriculture, 2022. 203, 107428. https://doi.org/10.1016/j.compag.2022.107428
7. Liu, Z., Ma, H., Zhao, Y. Comparative study of discrete element modeling of tablets using multi-spheres, multi-super-ellipsoids, and polyhedrons. Powder Technology, 2021. 390, 34–49. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.05.065
8. Kruggel‐Emden, H., Rickelt, S., Wirtz, S., Scherer, V. A study on the validity of the multi-sphere Discrete Element Method. Powder Technology, 2008. 188(2). P. 153–165. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2008.04.037
9. Wiącek, J., Molenda, M., Horabik, J., Ooi, J. Y. Influence of grain shape and intergranular friction on material behavior in uniaxial compression: Experimental and DEM modeling. Powder Technology, 2012. 217, 435–442. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2011.10.060
10. Markauskas, D., Kačianauskas, R. Investigation of rice grain flow by multi-sphere particle model with rolling resistance. Granular Matter, 2010. 13(2). P. 143–148. https://doi.org/10.1007/s10035-010-0196-5
11. Boac, J. M., Casada, M. E., Maghirang, R. G., Harner, J. P. Material and interaction properties of selected grains and oilseeds for modeling discrete particles. Transactions of the ASABE, 2010. 53(4), 1201–1216. https://doi.org/10.13031/2013.32577
12. Weigler, F., Mellmann, J. Investigation of grain mass flow in a mixed flow dryer. Particuology, 2014. 12. P. 33–39. https://doi.org/10.1016/j.partic.2013.04.004
13. Coetzee, C. Review: Calibration of the discrete element method. Powder Technology, 2017. 310, 104–142. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.01.015
14. Wang, L., Zhou, W., Ding, Z., Li, X., Zhang, C. Experimental determination of parameter effects on the coefficient of restitution of differently shaped maize in three-dimensions. Powder Technology, 2015. 284. P. 187–194. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.06.042
15. Markauskas, D., Ramírez-Gómez, Á., Kačianauskas, R., Zdancevičius, E. Maize grain shape approaches for DEM modelling. Computers and Electronics in Agriculture, 2015. 118. P. 247–258. https://doi.org/10.1016/j.compag.2015.09.004
16. Li, X., Liu, F., Zhao, M., Zhang, T., Li, F., Zhang, Y. Determination of contact parameters of maize seed and seed metering device. (2018). Agric. Mech. Res., 40. P. 149–153.
Copyright (c) 2024 В.Ю. Дудін, І.М. Білоус
Дослідження процесу руйнування зерна кукурудзи з використанням цифрових моделей
Об авторах
В.Ю. Дудін, доцент, кандидат технічних наук, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Дніпро, Україна, e-mail: dudin.v.yu@dsau.dp.ua, ORCID ID: 0000-0002-1414-7690
І.М. Білоус, здобувач вищої освіти на третьому рівні, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Дніпро, Україна, bilous.i.m@dsau.dp.ua
Анотація
Ключові слова
Повний текст:
PDFПосилання
1. Shevchenko, N., 2020: An Introduction to Model-Based Systems Engineering (MBSE). Carnegie Mellon University, Software Engineering Institute's Insights (blog), Accessed January 28, 2025, https://doi.org/10.58012/d464-qf49.
2. Arendarenko, V. M., & Samoilenko, T. V. (2018). The mathematical modeling of the loading process of grain to the silos. Scientific Progress & Innovations, (2), 158–161. https://doi.org/10.31210/visnyk2018.02.26
3. Kubík, Ľ., Božiková, M. & Kažimírová, V. Mechanical Properties of Wheat Grains at Compression. Acta Technologica Agriculturae, 2021, Slovak University of Agriculture in Nitra, vol. 24 no. 4, pp. 202-208. https://doi.org/10.2478/ata-2021-0033
4. Chen, Z., Wassgren, C., Tamrakar, A., & Ambrose, R. P. K. (2023). Validation of a DEM Model for predicting grain damage in an industrial-scale handling system. Smart Agricultural Technology, 5, 100274. https://doi.org/10.1016/j.atech.2023.100274
5. Aliiev Elchyn. Numerical simulation of agricultural production processes: textbook. Kyiv: Agrarna nauka, 2023. 340 p.
6. Zhong, J., Tao, L., Li, S., Zhang, B., Wang, J., & He, Y. (2022). Determination and interpretation of parameters of double-bud sugarcane model based on discrete element. Computers and Electronics in Agriculture, 203, 107428. https://doi.org/10.1016/j.compag.2022.107428
7. Liu, Z., Ma, H., & Zhao, Y. (2021). Comparative study of discrete element modeling of tablets using multi-spheres, multi-super-ellipsoids, and polyhedrons. Powder Technology, 390, 34–49. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.05.065
8. Kruggel‐Emden, H., Rickelt, S., Wirtz, S., & Scherer, V. (2008). A study on the validity of the multi-sphere Discrete Element Method. Powder Technology, 188(2). P. 153–165. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2008.04.037
9. Wiącek, J., Molenda, M., Horabik, J., & Ooi, J. Y. (2012). Influence of grain shape and intergranular friction on material behavior in uniaxial compression: Experimental and DEM modeling. Powder Technology, 217, 435–442. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2011.10.060
10. Markauskas, D., & Kačianauskas, R. (2010). Investigation of rice grain flow by multi-sphere particle model with rolling resistance. Granular Matter, 13(2). P. 143–148. https://doi.org/10.1007/s10035-010-0196-5
11. Boac, J. M., Casada, M. E., Maghirang, R. G., & Harner, J. P. (2010). Material and interaction properties of selected grains and oilseeds for modeling discrete particles. Transactions of the ASABE, 53(4), 1201–1216. https://doi.org/10.13031/2013.32577
12. Weigler, F., & Mellmann, J. (2014). Investigation of grain mass flow in a mixed flow dryer. Particuology, 12, 33–39. https://doi.org/10.1016/j.partic.2013.04.004
13. Coetzee, C. (2017). Review: Calibration of the discrete element method. Powder Technology, 310, 104–142. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.01.015
14. Wang, L., Zhou, W., Ding, Z., Li, X., & Zhang, C. (2015). Experimental determination of parameter effects on the coefficient of restitution of differently shaped maize in three-dimensions. Powder Technology, 284. P. 187–194. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.06.042
15. Markauskas, D., Ramírez-Gómez, Á., Kačianauskas, R., & Zdancevičius, E. (2015). Maize grain shape approaches for DEM modelling. Computers and Electronics in Agriculture, 118. P. 247–258. https://doi.org/10.1016/j.compag.2015.09.004
16. Li, X., Liu, F., Zhao, M., Zhang, T., Li, F., & Zhang, Y. Determination of contact parameters of maize seed and seed metering device. (2018). Agric. Mech. Res., 40. P. 149–153.
Пристатейна бібліографія ГОСТ
1. Shevchenko, N., 2020: An Introduction to Model-Based Systems Engineering (MBSE). Carnegie Mellon University, Software Engineering Institute's Insights (blog), Accessed January 28, 2025, https://doi.org/10.58012/d464-qf49.
2. Арендаренко, В. М. Самойленко, Т. В. Математичне моделювання процесу завантаження силосів зерном. Вісник Полтавської Державної Аграрної Академії, 2018. (2), 158-161. https://doi.org/10.31210/visnyk2018.02.26
3. Kubík, Ľ., Božiková, M., Kažimírová, V. Mechanical Properties of Wheat Grains at Compression. Acta Technologica Agriculturae, 2021, Slovak University of Agriculture in Nitra, vol. 24 no. 4, pp. 202-208. https://doi.org/10.2478/ata-2021-0033
4. Chen, Z., Wassgren, C., Tamrakar, A., Ambrose, R. P. K. Validation of a DEM Model for predicting grain damage in an industrial-scale handling system. Smart Agricultural Technology, 2023. 5, 100274. https://doi.org/10.1016/j.atech.2023.100274
5. Алієв Е. Б. Чисельне моделювання процесів агропромислового виробництва: підручник. Київ: Аграрна наука, 2023. 340 с.
6. Zhong, J., Tao, L., Li, S., Zhang, B., Wang, J., & He, Y. Determination and interpretation of parameters of double-bud sugarcane model based on discrete element. Computers and Electronics in Agriculture, 2022. 203, 107428. https://doi.org/10.1016/j.compag.2022.107428
7. Liu, Z., Ma, H., Zhao, Y. Comparative study of discrete element modeling of tablets using multi-spheres, multi-super-ellipsoids, and polyhedrons. Powder Technology, 2021. 390, 34–49. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.05.065
8. Kruggel‐Emden, H., Rickelt, S., Wirtz, S., Scherer, V. A study on the validity of the multi-sphere Discrete Element Method. Powder Technology, 2008. 188(2). P. 153–165. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2008.04.037
9. Wiącek, J., Molenda, M., Horabik, J., Ooi, J. Y. Influence of grain shape and intergranular friction on material behavior in uniaxial compression: Experimental and DEM modeling. Powder Technology, 2012. 217, 435–442. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2011.10.060
10. Markauskas, D., Kačianauskas, R. Investigation of rice grain flow by multi-sphere particle model with rolling resistance. Granular Matter, 2010. 13(2). P. 143–148. https://doi.org/10.1007/s10035-010-0196-5
11. Boac, J. M., Casada, M. E., Maghirang, R. G., Harner, J. P. Material and interaction properties of selected grains and oilseeds for modeling discrete particles. Transactions of the ASABE, 2010. 53(4), 1201–1216. https://doi.org/10.13031/2013.32577
12. Weigler, F., Mellmann, J. Investigation of grain mass flow in a mixed flow dryer. Particuology, 2014. 12. P. 33–39. https://doi.org/10.1016/j.partic.2013.04.004
13. Coetzee, C. Review: Calibration of the discrete element method. Powder Technology, 2017. 310, 104–142. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.01.015
14. Wang, L., Zhou, W., Ding, Z., Li, X., Zhang, C. Experimental determination of parameter effects on the coefficient of restitution of differently shaped maize in three-dimensions. Powder Technology, 2015. 284. P. 187–194. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.06.042
15. Markauskas, D., Ramírez-Gómez, Á., Kačianauskas, R., Zdancevičius, E. Maize grain shape approaches for DEM modelling. Computers and Electronics in Agriculture, 2015. 118. P. 247–258. https://doi.org/10.1016/j.compag.2015.09.004
16. Li, X., Liu, F., Zhao, M., Zhang, T., Li, F., Zhang, Y. Determination of contact parameters of maize seed and seed metering device. (2018). Agric. Mech. Res., 40. P. 149–153.
Copyright (c) 2024 В.Ю. Дудін, І.М. Білоус