农业机械学报

作者：申世龙，张佳喜，蒋永新，王毅超，刘旋峰，李金明，董文浩

单位：新疆农业大学,新疆农业大学,新疆农业科学院,新疆农业大学,新疆农业科学院,新疆农业大学,新疆农业大学,

关键词：棉田耕层残膜;极限拉伸力;离散元模型;Bonding模型;拉伸仿真试验

基金：新疆农机研发制造推广应用一体化项目（YTHSD2022-09）、新疆维吾尔自治区“揭榜挂帅”项目和新疆维吾尔自治区研究生科研创新项目(XJ2024G103)

由于耕层残膜回收机关键农机部件设计优化过程中缺乏准确的残膜离散元模型参数，在一定程度上制约了耕层残膜回收机残膜受力机理分析与机构优化改进。本文以棉田耕层残膜为研究对象，对耕层残膜含量和极限拉伸力进行测定，得到不同耕层深度、不同厚度的残膜含量和极限拉伸力。根据测定结果，利用EDEM软件选用Hertz-Mindlin with Bonding接触模型对耕层残膜进行离散元模型参数标定，选用单位面积法向刚度、单位面积切向刚度、临界法向应力、临界切向应力、粘结半径、接触半径为试验因素。通过Plackett-Burman试验，确定影响Bond键的主要参数有单位面积法向刚度、临界法向应力和粘结半径。通过最陡爬坡试验和Box-Behnken试验，最终确定最优的Bonding模型显著参数单位面积法向刚度、临界法向应力、粘结半径分别为2.36×105N/m3、6.47×104Pa、0.004mm，对参数进行了仿真试验验证，误差为5.88%，满足要求。通过对比物理试验与仿真试验的拉伸过程耕层残膜状态与拉伸曲线，表明了耕层残膜模型合理性，为后期耕层残膜回收机仿真与膜土分离机理研究提供了理论支撑。

来源：2024年第7期

《农业机械学报》期刊编辑部

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