一种考虑成熟度的果实脱落预测有限元模型构建方法
申请人信息
- 申请人:南通大学
- 申请人地址:226019 江苏省南通市崇川区永福路79号1幢南通大学技术转移研究院
- 发明人: 南通大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种考虑成熟度的果实脱落预测有限元模型构建方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311522640.4 |
| 申请日 | 2023/11/15 |
| 公告号 | CN117521462A |
| 公开日 | 2024/2/6 |
| IPC主分类号 | G06F30/23 |
| 权利人 | 南通大学 |
| 发明人 | 周杰; 陈娟; 张福豹; 季彬彬; 章悦; 张城; 许林云; 周宏平 |
| 地址 | 江苏省南通市崇川区永福路79号1幢南通大学技术转移研究院 |
摘要文本
本发明涉及农林业果树采收技术领域，尤其涉及一种考虑成熟度的果实脱落预测有限元模型构建方法，包括：步骤1、对于所研究林果作物的柄果系统进行采样，其中，柄果系统由果实、果柄以及与果柄连接的果枝组成；步骤2、测量所研究柄果系统各部分结构材料参数，建立柄果系统有限元模型；步骤3、果柄材料的应力应变曲线通过对果柄进行拉伸测试计算得到；步骤4、当柄果系统振动模拟过程中分离层网格单元的最大主应力达到所设定的阈值时，对应分离层的网格单元自动删除，实现果实的分离脱落。本发明可以精确地预测果实在不同振动条件下的脱落分离状况，可以探究果实在不同成熟阶段的振动脱落特性，从而更好地安排采收时间和方法，提高采收效率。
专利主权项内容
1.一种考虑成熟度的果实脱落预测有限元模型构建方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1、对于所研究林果作物的柄果系统进行采样，其中，柄果系统由果实、果柄以及与果柄连接的果枝组成；步骤2、测量所研究柄果系统各部分结构材料参数，建立柄果系统有限元模型；通过软件Solidworks构建果枝-果柄-果实三维实体模型，导入软件Hypermesh中选择对应软件LS-dyna的接口进行前处理，利用LS-dyna进行显式动力学分析建模；步骤3、模型由实体单元划分的果枝、果柄和果实三部分组成，三者之间为共节点连接，将果枝与果实设定为刚体，果柄设定为柔性体，果柄的材料被简化设定为弹塑性材料，果柄材料的应力应变曲线通过对果柄进行拉伸测试计算得到；步骤4、将果柄与果实连接位置处以及与果枝连接位置处的网格单元被设定为分离层，模型中分离层的网格单元均属于果柄部分，分别为果柄的最上层及最下层网格单元；这两个分离层的网格单元的厚度在划分时应尽量小，分离层的网格单元采用LS-dyna中的Erosion关键字进行控制，设定分离层网格单元失效判据为最大主应力失效，当柄果系统振动模拟过程中分离层网格单元的最大主应力达到所设定的阈值时，对应分离层的网格单元自动删除，实现果实的分离脱落；其中，将柄果系统结合力测试中所得到的两个连接位置处断裂分离时的最大应力，作为模型中两处分离层网格单元最大主应力失效的阈值。 来自马-克-数-据-官网