Tavares Model और GA-BP-GA Method का उपयोग करके कसावा सीड स्टेम के लिए डिस्क्रीट एलिमेंट पैरामीटर्स का कैलिब्रेशन

कसावा सीड स्टेम (CSS) के सटीक सीडिंग मैकेनिज़्म और टकराव से होने वाले नुकसान (कोलिजन डैमेज) की विशेषताओं को स्पष्ट करने के लिए सटीक डिस्क्रीट एलिमेंट मेथड (DEM) सिमुलेशन आवश्यक हैं; हालांकि, ऐसे सिमुलेशन अक्सर सटीक संपर्क पैरामीटर्स की कमी के कारण सीमित होते हैं। इस अध्ययन में, भौतिक प्रयोगों को DEM सिमुलेशन के साथ एकीकृत करके डिस्क्रीट एलिमेंट (DE) पैरामीटर्स को कैलिब्रेट करने के लिए "Guire No. 7" CSS को शोध विषय के रूप में चुना गया था। सिमुलेशन सटीकता पर मॉडल के मेश फेस काउंट के प्रभाव की जांच करने के लिए SolidWorks 2024 मॉडलिंग कार्यों के साथ संयुक्त थ्री-डायमेंशनल स्कैनिंग तकनीक का उपयोग करके EDEM सॉफ़्टवेयर (Altair EDEM 2022) में एक स्टेम मॉडल का निर्माण किया गया। भौतिक प्रयोगों ने स्टेम के औसत विश्राम कोण (repose angle - RA) (30.28° ± 1.09°) को मापा, साथ ही स्टेम-स्टेम और स्टेम-स्टील प्लेट टकरावों के लिए रेस्टिट्यूशन कोएफिशिएंट, और स्टेम व स्टील प्लेट के बीच स्थैतिक घर्षण गुणांक (स्टैटिक फ्रिक्शन कोएफिशिएंट) सहित पैरामीटर्स को मापा। RA को प्रभावित करने वाले पैरामीटर्स की जांच के लिए Plackett-Burman Design प्रयोग का उपयोग किया गया था, और उनकी इष्टतम मान सीमाओं को निर्धारित करने के लिए स्टीपेस्ट एसेंट प्रयोग आयोजित किया गया था। RA को प्रतिक्रिया मान के रूप में उपयोग करते हुए, प्रभावित करने वाले पैरामीटर्स को ऑप्टिमाइज़ करने और मॉडल प्रदर्शन की तुलना करने के लिए मशीन लर्निंग रिग्रेशन मॉडल के साथ संयुक्त सेंट्रल कंपोजिट डिज़ाइन प्रयोग लागू किया गया था। परिणामों ने संकेत दिया कि GA-BP एल्गोरिदम ने Support Vector Regression (SVR) और BP न्यूरल नेटवर्क की तुलना में बेहतर पूर्वानुमान क्षमता प्रदर्शित की। जेनेटिक एल्गोरिदम (GA) का उपयोग करके ऑप्टिमाइज़ेशन के माध्यम से, कैलिब्रेटेड पैरामीटर्स प्राप्त किए गए: 0.488 का स्टेम-स्टील प्लेट स्टैटिक फ्रिक्शन कोएफिशिएंट (SFC), 0.489 का स्टेम-स्टेम SFC, और 0.131 का स्टेम-स्टेम रोलिंग फ्रिक्शन कोएफिशिएंट। परिणामी सिम्युलेटेड RA 30.73° था, जिससे भौतिक रूप से मापे गए मान की तुलना में 1.49% की सापेक्ष त्रुटि (रिलेटिव एरर) प्राप्त हुई। GA-BP-GA विधि ने सेंट्रल कंपोजिट डिज़ाइन प्रयोग की तुलना में बेहतर ऑप्टिमाइज़ेशन प्रदर्शन का प्रदर्शन किया, जिससे स्टेम्स के बीच कैलिब्रेट किए गए संपर्क पैरामीटर्स की सटीकता मान्य हुई। इसके अलावा, CSS पर भौतिक प्रयोगों के माध्यम से Tavares model के लिए पैरामीटर्स को कैलिब्रेट किया गया था, जिसमें वैलिडेशन संकेतकों के रूप में टकराव क्षति बल (कोलिजन डैमेज फोर्स) और टकराव क्षति ऊर्जा (CDE) का उपयोग किया गया था। परिणामों से पता चला कि कोलिजन डैमेज फोर्स और CDE दोनों के लिए रिलेटिव एरर 3% से कम थीं, जो स्वीकार्य त्रुटि सीमा के भीतर है, जिससे कसावा सीड स्टेम के लिए कैलिब्रेटेड DE पैरामीटर्स की वैधता की पुष्टि होती है।