农业机械学报

作者：祝英豪，夏俊芳，曾荣，郑侃，杜俊，刘政源

单位：华中农业大学;农业农村部长江中下游农业装备重点实验室,华中农业大学;农业农村部长江中下游农业装备重点实验室,华中农业大学;农业农村部长江中下游农业装备重点实验室,华中农业大学;农业农村部长江中下游农业装备重点实验室,华中农业大学;农业农村部长江中下游农业装备重点实验室,华中农业大学;农业农村部长江中下游农业装备重点实验室,

关键词：旋耕; 功耗; 预测模型; 稻板田; 离散元

基金：公益性行业（农业）科研专项（201503136）、国家重点研发计划项目（2017YFD0301303）和国家自然科学基金项目（51605182）

针对旋埋刀辊在对长江中下游稻板田耕作时存在的高功耗问题，基于离散元方法构建稻板田旋耕功耗预测模型，以辅助旋埋刀辊功耗检测。连续3年对稻板田土壤含水率的进行监测，发现土壤含水率与其塑限接近，说明稻板田土壤塑性较差，结合土壤受载后的形变及破坏特点，最终选定HertzMindlin with Bonding颗粒接触模型表征稻板田土壤的粘结和破坏情况。根据旋耕作业形式的特殊性和旋埋刀辊的结构特点，沿幅宽方向缩小旋埋刀辊的尺度，在旋耕测试平台的辅助下，完成标定参照试验。利用离散元软件建立旋耕作业模型，进行等步长爬坡试验，通过步阶次序建立接触参数与功耗指标之间的函数关系，代入标定参照试验功耗值，最终确定稻板田旋耕功耗预测模型的接触参数取值，完成模型的构建。为进一步验证该模型的适用性，在不同作业工况下对通用刀辊和旋埋刀辊进行误差对比试验，结果显示，预测误差范围为3.63%～9.48%，均值为6.65%，结合方差分析说明，稻板田旋耕功耗预测模型适用于不同旋耕刀辊及工况下的功耗预测。还原刀辊真实尺度的田间试验功耗预测误差范围为2.50%～12.81%，均值为7.28%，刀辊结构在缩放过程误差变化较小，说明模型能够准确反映旋埋刀辊在稻板田作业的功耗情况。

来源：2020年第10期

《农业机械学报》期刊编辑部

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