农业机械学报

作者：陈永，高晓勋，金鑫，马晓然，胡斌，张秀丽

单位：河南农业大学,河南农业大学,河南科技大学,河南农业大学,石河子大学,河南农业大学,

关键词：油莎豆种子;接触参数;Plackett-Burman试验;离散元;标定

基金：国家自然科学基金项目（52005167、52165036）、河南省博士后科研项目（202102061）、河南省科技攻关项目（232102111122）、现代农业机械兵团重点实验室项目（BTNJ2021001）和河南省重大科技专项（231100110200）

油莎豆种球形状不规则，表面凹凸不平，国内油莎豆播种装置多数是基于大粒种球排种器进行改进，由于离散元模拟试验过程中缺乏准确的仿真参数，导致对排种器进行仿真优化分析时产生误差。针对此问题，本文测量油莎豆种子的本征参数和与排种装置间的接触参数，利用逆向工程技术构建油莎豆种子颗粒填充模型。依据方形壳体和圆筒的仿真堆积试验结果，采用Plackett-Burman试验筛选出对种群堆积角有显著影响的种间静摩擦因数和种间滚动摩擦因数，建立以这两种显著影响因子为自变量、种群堆积角为响应值的二元回归方程。用Matlab对方程组求解后得到标定后的种间静摩擦因数和种间滚动摩擦因数分别为0.246、0.083。为检验标定后参数的可靠性，在EDEM中进行仿真验证试验，结果显示方形壳体装置仿真和物理堆积角的误差为0.43%，圆筒装置仿真和物理堆积角的误差为0.55%。为进一步验证标定后参数的准确性，采用气力式精量排种器，并选取3个关键特征尺寸和堆积截面积占比率，待种群稳定后将仿真和物理试验做对比，最后得到进种口种群上边界最大凸点处与排种盘水平中心线距离H1、种群轮廓边界与透明观察窗左侧竖线的交点到排种盘水平中心线距离H2和堆积截面积占比率r等参数的相对误差均在8.33%以内。

来源：2023年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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