农业机械学报

作者：贺长彬，杜超宇，王超，吴美红，叶元文

单位：内蒙古农业大学;牧草饲料生产全程智能化装备内蒙古自治区工程研究中心,内蒙古农业大学,内蒙古农业大学,内蒙古农业大学,湖北永祥农机装备有限公司,

关键词：羊草种子;离散元;接触参数;参数标定;3D扫描

基金：内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划项目（NJYT24046）、内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目（BR220506）、国家自然科学基金项目（52465032)、内蒙古自治区自然科学基金项目（2024LHMS05001）、内蒙古自治区一流学科科研专项项目（YLXKZX-NND-046）和内蒙古自治区科技计划项目（2022YFDZ0019）

为提高羊草种子离散元模型的准确性与精度，并为羊草种子排种系统及关键部件的设计优化提供可靠的模型参考，开展了羊草种子离散元高保真模型构建与接触参数标定研究。应用逆向工程技术构建了羊草种子真实几何模型，并利用Hentz-Mindlin(no slip)颗粒接触模型和单球体填充法，建立了离散元仿真模型。测定了羊草种子的本征参数。采用碰撞试验和斜面滚动试验，分别对羊草种子与PLA塑料板、Q235钢板间的碰撞恢复系数、滚动摩擦因数进行了标定。通过最陡爬坡试验和二次旋转正交试验，筛选并优化了种间碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数等关键接触参数。通过台架试验，对相关参数进行验证，结果表明，仿真试验与台架试验的排种质量流率相对误差小于3%，各行排种量一致性变异系数差值小于5%。研究结果表明基于逆向工程技术构建的种子离散元三维模型具有较好的适用性和较高的模型精度，为羊草的排种过程仿真分析及排种装置结构优化提供了模型依据和参数支撑。

来源：2025年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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