JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

应用离散元法表征烟丝尺寸对其柔软性的力学影响

李晓 冯东民 郭朋玮 方世航 李宜馨 芦柯 纪晓楠

李晓, 冯东民, 郭朋玮, 等. 应用离散元法表征烟丝尺寸对其柔软性的力学影响[J]. 轻工学报, 2025, 40(3): 86-94. doi: 10.12187/2025.03.010
引用本文: 李晓, 冯东民, 郭朋玮, 等. 应用离散元法表征烟丝尺寸对其柔软性的力学影响[J]. 轻工学报, 2025, 40(3): 86-94. doi: 10.12187/2025.03.010
LI Xiao, FENG Dongmin, GUO Pengwei, et al. Mechanical effects of cut tobacco sizes on softness characterized by discrete element method[J]. Journal of Light Industry, 2025, 40(3): 86-94. doi: 10.12187/2025.03.010
Citation: LI Xiao, FENG Dongmin, GUO Pengwei, et al. Mechanical effects of cut tobacco sizes on softness characterized by discrete element method[J]. Journal of Light Industry, 2025, 40(3): 86-94. doi: 10.12187/2025.03.010

应用离散元法表征烟丝尺寸对其柔软性的力学影响

    作者简介: 李晓(1966—),女,河南省南阳市人,郑州轻工业大学教授,主要研究方向为卷烟加工技术。E-mail:519389150@qq.com;
    通讯作者: 纪晓楠,hnzy_jxn@163.com
  • 基金项目: 河南中烟工业有限责任公司重点项目(AW201911)

  • 中图分类号: TS572.01

Mechanical effects of cut tobacco sizes on softness characterized by discrete element method

    Corresponding author: JI Xiaonan, hnzy_jxn@163.com
  • Received Date: 2024-05-28
    Accepted Date: 2024-10-21

    CLC number: TS572.01

  • 摘要: 为明确烟丝不同尺寸及比例对其柔软性的影响,探究引起烟丝柔软性差异的原因,借助离散元法构建的质构仪仿真模型测量烟丝柔软性,分析各尺寸烟丝在测量过程中的受力差异及对力链演变的影响,并通过调整烟丝尺寸配比,分析烟丝柔软性的变化规律。结果表明:大于3.35 mm和小于1.00 mm的烟丝占比越高,烟丝柔软性越差;1.00~2.50 mm和2.50~3.35 mm的烟丝占比越高,烟丝柔软性越佳;2.50~3.35 mm的烟丝对测量过程中的烟丝受力表现影响最大。烟丝平均受力随烟丝尺寸的下降而下降,且变得更加均匀。柔软性好的烟丝样品,烟丝间中等及高强度力链数量更少,中等强度力链分布更均匀。各尺寸烟丝与烟丝整体之间的中低强度接触比例随着烟丝尺寸降低而增加。合理提高中丝率和短丝率有利于改善烟丝柔软性,较高的长丝率和碎丝率会使烟丝柔软性变差。适当提高1.00~3.35 mm烟丝占比、降低3.35 mm以上及1.00 mm以下烟丝占比,有利于整体改善烟丝在外部载荷作用下的力学性能,提高其柔软性。
    1. [1]

      于建军.卷烟工艺学[M].2版.北京:中国农业出版社,2009.

    2. [2]

      李永宽,杨耀伟,冯剑,等.提高烟丝适用性的综合质量评价方法[J].河南化工,2013,30(S1):14-17.

    3. [3]

    4. [4]

      付秋娟,孙婷婷,窦玉青,等.初烤烟叶柔软度及其与烟叶主要理化指标的关系[J].烟草科技,2021,54(5):77-81.

    5. [5]

      陈天才,耿红梅,王振国,等.基于偏最小二乘回归的挂灰程度和柔软性对烟叶质量的影响分析[J].安徽农业科学,2023,51(6):177-181.

    6. [6]

      沈进,宋成剑,胡梦岩.基于质构仪的造纸法再造烟叶柔软度评价方法[J].烟草科技,2020,53(7):87-91.

    7. [7]

      李晓,贺紫玺,方世航,等.烟丝柔软性的检测及其与卷制质量的关系[J].云南农业大学学报(自然科学),2023,38(2):314-323.

    8. [8]

      李博宇,范兴,乔俊峰,等.数值模拟在烟草领域中的应用与展望[J].烟草科技,2022,55(4):89-100.

    9. [9]

      BOAC J M,KINGSLY AMBROSE R P,CASADA M E,et al.Applications of discrete element method in modeling of grain postharvest operations[J].Food Engineering Reviews,2014,6(4):128-149.

    10. [10]

      袁晓明,王超,阎鹏,等.离散元法在工农业上的应用研究综述[J].机械设计,2016,33(9):1-9.

    11. [11]

      吴玉生,王道铨,李鹏超.基于离散元法的烟丝加香机优化设计[J].烟草科技,2021,54(12):87-94.

    12. [12]

      汤达伟,方鑫,杨格,等.离散元法在卷烟包装机组烟库仿真设计中的应用[J].烟草科技,2020,53(9):94-99.

    13. [13]

      朱立平,袁竹林,闫亚明,等.基于离散单元法的丝状颗粒传热数学模型[J].化工学报,2012,63(7):2051-2058.

    14. [14]

      陈有锦.滚筒式烟草加料机加料过程分析及参数优化研究[D].昆明:昆明理工大学,2023.

    15. [15]

      张秀丽,吴亚文,李建华,等.烟草颗粒肥配比混施装置的设计与试验[J].河南农业大学学报,2020,54(5):829-835.

    16. [16]

      郑文鑫,林恒矗,何金成,等.烟草除秆清根刀具作业过程离散元仿真分析[J].福建农林大学学报(自然科学版),2023,52(4):563-572.

    17. [17]

    18. [18]

      杜海君,雷霆,张永安,等.苜蓿振动压缩成型过程中的力链演变[J].农业工程学报,2022,38(2):33-40.

    19. [19]

      THAKUR S C,MORRISSEY J P,SUN J,et al.Micromechanical analysis of cohesive granular materials using the discrete element method with an adhesive elasto-plastic contact model[J].Granular Matter,2014,16(3):383-400.

    20. [20]

      GENG F,LI Y M,WANG X Y,et al.Simulation of dynamic processes on flexible filamentous particles in the transverse section of a rotary dryer and its comparison with ideo-imaging experiments[J].Powder Technology,2011,207(1/2/3):175-182.

    21. [21]

      金浩,蒋明洋,徐超,等.基于离散元法的柔性片烟建模及仿真参数标定[J].沈阳农业大学学报,2023,54(5):563-571.

    22. [22]

    23. [23]

      孙玉刚,党耀国.灰色T型关联度的改进[J].系统工程理论与实践,2008,28(4):135-139.

    24. [24]

      李孟霞,李军营,文国松,等.影响云南清香型烟叶化学品质的土壤因子分析[J].西南农业学报,2021,34(2):340-346.

    25. [25]

      BARRETO D,O’SULLIVAN C.The influence of inter-particle friction and the intermediate stress ratio on soil response under generalised stress conditions[J].Granular Matter,2012,14(4):505-521.

    26. [26]

      孙其诚,金峰,王光谦,等.二维颗粒体系单轴压缩形成的力链结构[J].物理学报,2010,59(1):30-37.

    27. [27]

      CAVARRETTA I,O’SULLIVAN C.The mechanics of rigid irregular particles subject to uniaxial compression[J].Géotechnique,2012,62(8):681-692.

    28. [28]

      范林,王春光,王洪波,等.揉碎玉米秸秆可压缩性研究[J].农业机械学报,2008,39(11):76-80.

    1. [1]

      杨天卓何晋吴恋恋戴永生易斌李华杰张二强堵劲松 . 基于高光谱成像的烟丝掺配比例检测研究. 轻工学报, 2025, 40(3): 115-126. doi: 10.12187/2025.03.013

    2. [2]

      许克静刘语煊张展吕晶晶梁淼李瑞丽张峻松陈小龙 . 辊压法全烟梗再造烟叶的制备工艺优化及结构与性能分析. 轻工学报, 2025, 40(1): 64-74. doi: 10.12187/2025.01.008

    3. [3]

      吴晓东刘畅李俊胡良志贺凌晨袁海霞李强黄锦标 . 基于高光谱检测的烟丝加香均匀性表征方法. 轻工学报, 2024, 39(5): 95-101. doi: 10.12187/2024.05.011

    4. [4]

      张伟伟姬远鹏元春波王君婷齐晓任张卫正李萌饶智 . 基于改进Mask R-CNN模型的粘连烟丝识别方法. 轻工学报, 2024, 39(5): 78-85. doi: 10.12187/2024.05.009

    5. [5]

      费致根鲁豪宋晓晓赵鑫昌郭兴肖艳秋 . 基于改进ResNet网络的烟丝输送带洁净度分类模型. 轻工学报, 2024, 39(5): 71-77. doi: 10.12187/2024.05.008

    6. [6]

      游敏付金存王远王震陈思蒙李斌邓国栋吴恺 . 烟丝形态特性与细支卷烟填充密度均匀性关系研究. 轻工学报, 2025, 40(1): 75-81. doi: 10.12187/2025.01.009

    7. [7]

      柴武君郑闪闪游金清李茂松陆成飞薛晶晶杨靖 . 烟丝结构对中支卷烟的燃烧特性及烟气香味成分的影响. 轻工学报, 2025, 40(3): 104-114. doi: 10.12187/2025.03.012

    8. [8]

      李梦晓刘成洋张玲董吉林申瑞玲李云龙 . 豌豆-燕麦复合蛋白凝胶制备及配方优化研究. 轻工学报, 2025, 40(3): 38-45,55. doi: 10.12187/2025.03.005

    9. [9]

      吕金羚傅亮陈永生 . 红茶-花生蛋白复合饮品工艺优化及其营养特性研究. 轻工学报, 2024, 0(0): -.

    10. [10]

      吕金羚傅亮陈永生 . 红茶-花生蛋白复合饮品工艺优化及其营养特性研究. 轻工学报, 2024, 39(5): 9-17. doi: 10.12187/2024.05.002

    11. [11]

      胡新楠朱成凯胡中泽纪执立金伟平郭城沈汪洋 . 复配比对明胶-羟丙基甲基纤维素双水相体系微观结构和流变特性的影响. 轻工学报, 2025, 40(1): 11-20. doi: 10.12187/2025.01.002

    12. [12]

      刘广超邓莎高峄涵吴涛邓锐杰 . 加热卷烟辊压法薄片丝吸湿性影响因素研究. 轻工学报, 2024, 39(5): 109-117. doi: 10.12187/2024.05.013

    13. [13]

      曾强阙文豪许璧麟于静王昭焜张尧立张炜董文亮 . 薄板烘丝机筒内结垢程度对设备工艺性能的影响. 轻工学报, 2025, 40(1): 58-63. doi: 10.12187/2025.01.007

    14. [14]

      程传玲杨淑萌鲁平楚文娟张小娜韩路崔春王豪礼 . 烟灰宏观黏度因子与卷烟包灰性能的关系研究. 轻工学报, 2025, 0(0): -.

    15. [15]

      张宏忠刘振兴胡万达鹿一张硕吴巴特尔李团圆 . 天然碱原卤液采集管道防腐涂层的研制及其性能研究. 轻工学报, 2025, 0(0): -.

    16. [16]

      吴靖娜林泽烨苏筱张任翔陈晓婷潘南 . 龙须菜渣纤维素/纳米纤维素及其水凝胶的制备和性能研究. 轻工学报, 2024, 39(6): 49-56. doi: 10.12187/2024.06.006

    17. [17]

      楚文娟郭丽霞程东旭王红霞崔廷冯银龙王建民鲁平 . 基于K-means聚类及模糊判别的卷烟包灰性能综合评价方法. 轻工学报, 2024, 39(6): 93-100. doi: 10.12187/2024.06.011

    18. [18]

      王春琼刘凯谢永辉张轲刘春明张晓伟孙浩巍陈丹 . 烟草花叶病毒胶体金检测试纸条的制备与性能评价. 轻工学报, 2025, 40(1): 90-97. doi: 10.12187/2025.01.011

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  • 通讯作者:  纪晓楠, hnzy_jxn@163.com
  • 收稿日期:  2024-05-28
  • 修回日期:  2024-10-21
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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李晓, 冯东民, 郭朋玮, 等. 应用离散元法表征烟丝尺寸对其柔软性的力学影响[J]. 轻工学报, 2025, 40(3): 86-94. doi: 10.12187/2025.03.010
引用本文: 李晓, 冯东民, 郭朋玮, 等. 应用离散元法表征烟丝尺寸对其柔软性的力学影响[J]. 轻工学报, 2025, 40(3): 86-94. doi: 10.12187/2025.03.010
LI Xiao, FENG Dongmin, GUO Pengwei, et al. Mechanical effects of cut tobacco sizes on softness characterized by discrete element method[J]. Journal of Light Industry, 2025, 40(3): 86-94. doi: 10.12187/2025.03.010
Citation: LI Xiao, FENG Dongmin, GUO Pengwei, et al. Mechanical effects of cut tobacco sizes on softness characterized by discrete element method[J]. Journal of Light Industry, 2025, 40(3): 86-94. doi: 10.12187/2025.03.010

应用离散元法表征烟丝尺寸对其柔软性的力学影响

    作者简介:李晓(1966—),女,河南省南阳市人,郑州轻工业大学教授,主要研究方向为卷烟加工技术。E-mail:519389150@qq.com
    通讯作者: 纪晓楠, hnzy_jxn@163.com
  • 1. 郑州轻工业大学 烟草科学与工程学院, 河南 郑州 450001;
  • 2. 吉林烟草工业有限责任公司 技术中心, 吉林 长春 130033;
  • 3. 河南中烟工业有限责任公司 南阳卷烟厂, 河南 南阳 473000;
  • 4. 河南中烟工业有限责任公司 技术中心, 河南 郑州 450016
基金项目:  河南中烟工业有限责任公司重点项目(AW201911)

摘要: 为明确烟丝不同尺寸及比例对其柔软性的影响,探究引起烟丝柔软性差异的原因,借助离散元法构建的质构仪仿真模型测量烟丝柔软性,分析各尺寸烟丝在测量过程中的受力差异及对力链演变的影响,并通过调整烟丝尺寸配比,分析烟丝柔软性的变化规律。结果表明:大于3.35 mm和小于1.00 mm的烟丝占比越高,烟丝柔软性越差;1.00~2.50 mm和2.50~3.35 mm的烟丝占比越高,烟丝柔软性越佳;2.50~3.35 mm的烟丝对测量过程中的烟丝受力表现影响最大。烟丝平均受力随烟丝尺寸的下降而下降,且变得更加均匀。柔软性好的烟丝样品,烟丝间中等及高强度力链数量更少,中等强度力链分布更均匀。各尺寸烟丝与烟丝整体之间的中低强度接触比例随着烟丝尺寸降低而增加。合理提高中丝率和短丝率有利于改善烟丝柔软性,较高的长丝率和碎丝率会使烟丝柔软性变差。适当提高1.00~3.35 mm烟丝占比、降低3.35 mm以上及1.00 mm以下烟丝占比,有利于整体改善烟丝在外部载荷作用下的力学性能,提高其柔软性。

English Abstract

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