农业机械学报

作者：周俊，孙文涛，梁子安

单位：南京农业大学,南京农业大学,南京农业大学,

关键词：菊芋;收获;根-块茎;离散元法;柔性模型;参数标定

基金：国家重点研发计划项目(2019YFD0900701)和江苏省现代农机装备与技术示范推广项目（NJ2021-36)

目前，菊芋机械化收获过程中的清选及输送等环节作业参数设定缺乏适用的理论依据，以收获期菊芋根-块茎为研究对象，基于离散元方法建立了一种能反映根须柔性和块茎脱落力学特性的粘结模型并对其相关参数进行了标定。首先通过物理试验确定了菊芋根-块茎本征参数、基本接触参数及相关力学参数，然后在此基础上利用Hertz-Mindlin with bonding V2接触模型构建了菊芋根-块茎粘结模型，并通过单因素试验和响应曲面试验，分别标定了菊芋根颗粒之间和根与块茎颗粒之间法向粘结刚度、切向粘结刚度、临界法向应力、临界切向应力等粘结模型参数。菊芋根须三点弯曲及根-块茎拉伸试验结果表明，根须弯曲弹性模量仿真结果与实际测量值相对误差为4.29%；菊芋根-块茎抗拉力仿真结果与实际测量值相对误差为7.72%；菊芋块茎脱落试验结果表明，仿真试验与菊芋收获机实际田间作业相比，滚筒筛转速对菊芋块茎脱落率影响趋势一致，筛内物料筛分规律相符。所构建的菊芋根-块茎模型可用于菊芋机械化收获相关环节的分析研究。

来源：2023年第10期

《农业机械学报》期刊编辑部

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