马铃薯种薯机械排种离散元仿真模型参数确定和验证.PDF

第 34 卷 第 6 期 农 业 工 程 学 报 Vol.34 No.6 2018 年 3 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Mar. 2018 35 马铃薯种薯机械排种离散元仿真模型参数确定及验证 1 1 1※ 1 2 石林榕 ，孙 伟 ，赵武云 ，杨小平 ，冯 斌 （1. 甘肃农业大学机电工程学院，兰州 730070 ； 2. 甘肃农业大学农学院，兰州 730070 ） 摘 要：为方便利用离散单元法优化勺链式马铃薯排种装置的排种性能，该文通过试验、参考文献测定和计算了马铃薯 基本物理参数（密度、弹性模量、泊松比和恢复系数）；利用自制的马铃薯静摩擦系数测定装置测定了种薯间、种薯与钢 板、种薯与塑料之间的静摩擦系数分别为 0.452、0.445 和 0.517 ；通过斜面法测定种薯与钢板、塑料的动摩擦系数分别为 0.269、0.303 。由于通过颗粒堆积法建立的种薯在外形尺寸和质心上与实际薯有一定误差，因此，以种薯堆积角为目标值， 通过改变仿真种薯模型的动摩擦系数建立回归模型，预测的种薯间动摩擦系数为 0.024 ；为检验所确定种薯仿真模型参数 的可靠性，通过切片造型法构建马铃薯种薯（球形、椭球、不规则）模型，采用确定的参数进行马铃薯堆积角仿真试验， 并与试验堆积角进行了对比，结果表明马铃薯仿真与试验堆积角相对误差为 1.33%；以勺链式马铃薯排种装置为研究对 象，对比仿真和台架试验排种性能指标结果表明，马铃薯仿真与试验相对误差为 9.16%，空种率相对误差为 6.20%，其相 对误差均小于 10%；仿真与试验重播率、空种率满足GB/T 6242-2006 《种植机械马铃薯种植机试验方法》技术要求。 关键词：农业机械；农作物；计算机仿真；马铃薯；离散单元法；参数；验证 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.06.004 中图分类号：S223.2+3 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2018)-06-0035-08 石林榕，孙 伟，赵武云，杨小平，冯 斌. 马铃薯种薯机械排种离散元仿真模型参数确定及验证[J]. 农业工程学报， 2018，34(6)：35－42. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.06.004 Shi Linrong, Sun Wei, Zhao Wuyun, Yang Xiaoping, Feng Bin. Parameter determination and validation of discrete element model of seed potato mechanical seeding[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(6): 35 －42. (in Chinese with English abstract) doi ： 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.06.004 种箱结构的排种装置进行结构和运动参数优化，与单层 0 引 言  种箱式排种装置相比，双层种箱式排种装置空种率降低 马铃薯是继玉米、小麦和水稻之后的世界第 4 大粮 [11]