农业机械学报

作者：武占东，赛玉相凹，解开婷，张兆国，郭榕，王浦霖

单位：昆明理工大学;云南省高校中药材机械化工程研究中心,昆明理工大学;云南省高校中药材机械化工程研究中心,云南省高校中药材机械化工程研究中心;昆明理工大学,昆明理工大学;云南省高校中药材机械化工程研究中心,昆明理工大学;云南省高校中药材机械化工程研究中心,昆明理工大学;云南省高校中药材机械化工程研究中心,

关键词：激振点;三七;输送分离装置;DEM-MBD耦合仿真

基金：国家重点研发计划项目（2022YFD2002004）

针对三七联合收获过程中存在土壤破碎效果不佳、壅土现象严重及根土分离效率低等问题，本文提出一种基于离散元法（Discrete element method，DEM）和多体动力学（Multi-body dynamics，MBD）耦合仿真的激振点位置优化方法，用于改进三七收获机输送分离装置设计。分析输送分离装置结构特征和工作原理，建立三七根土复合体DEM-MBD耦合仿真模型，采用EDEM-Recurdyn耦合仿真技术，探究三七根茎-土壤分离过程的动态演变规律。仿真结果表明，大土块松散与分离效果主要取决于激振区能量输入特性，其中，激振点位置对受力峰值和冲击节律具有显著影响。以三七根土分离效率和最大受力峰值为评价指标，选取激振点位置、振动频率、振动幅度及升运链速度为影响因素，开展二次回归正交旋转试验，确定输送分离装置最佳参数组合为：激振点位置500mm、振动幅度48mm、振动频率3.9Hz、升运链速度0.73m/s。此参数组合下计算得到，根土分离效率为96.11%、三七激振区受力峰值为46.05N。最后，开展台架对比试验，利用高速摄影系统测量土壤颗粒/三七根茎弹跳高度与冲击加速度，结果表明，仿真值与试验值相对误差分别5.43%、5.6%，验证了模型可靠性。研究结果为三七联合收获机输送分离装置结构改进优化提供可靠理论依据。

来源：2025年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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