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農(nóng)機院在農(nóng)機領域國際期刊International Journal of Agricultural and Biological Engineering報道了一種花生秧膜離散元仿真參數(shù)標定的方法

   2025-05-13 山東省農(nóng)業(yè)科學院13900
  近日,農(nóng)機院田間作業(yè)裝備創(chuàng)新團隊在《International Journal of Agricultural and Biological Engineering》(中科院二區(qū)期刊,IF=2.5)發(fā)表了題為“Calibrating and testing the discrete element parameters for peanut seedling film”的研究論文,彌補了花生秧膜離散元仿真參數(shù)缺失的空白。
 
  花生是我國重要的油料和經(jīng)濟作物,但其收獲后的秸稈與殘膜(花生秧膜)分離效率低、成本高,嚴重制約花生秸稈的飼料化利用。傳統(tǒng)機械分離存在不徹底、能耗大等問題,而離散元仿真因缺乏精準參數(shù),難以有效指導設備進行優(yōu)化。針對這一難題,研究團隊創(chuàng)新性地采用滯后彈簧接觸模型(HSCM),結合圖像處理與最小二乘法,首次實現(xiàn)了花生秧膜接觸參數(shù)的精準標定。團隊通過建模對比試驗、中心復合設計(CCD)試驗,建立了堆積角與參數(shù)的二階響應模型,優(yōu)化后仿真與物理試驗的堆積角誤差僅為1.37%,驗證了模型的可靠性。
 
  此外,研究發(fā)現(xiàn),花生秧膜堆積角受顆粒間靜摩擦系數(shù)和滾動摩擦系數(shù)影響顯著,而恢復系數(shù)作用較小,標定后的仿真參數(shù)為:莖-莖之間的恢復系數(shù)、靜摩擦系數(shù)、滾動摩擦系數(shù)分別取0.23、0.67、0.3,其余接觸參數(shù)取中間值(莖-膜分別取0.3、0.6、0.2;膜-膜分別取0.2、0.71、0.65)。該方法顯著提升了離散元仿真的準確性,為花生秧膜分離裝置仿真參數(shù)的設置提供了理論依據(jù)。
 
  農(nóng)機院彭強吉副研究員為論文第一作者,康建明研究員為通訊作者。該研究獲國家自然科學基金、新疆重點研發(fā)計劃及山東省農(nóng)機裝備研發(fā)推廣一體化試點項目資助。(撰寫:彭強吉  核稿:褚幼暉)
 
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