小黑麦种子离散元仿真参数标定

李藤; 史瑞杰; 戴飞; 杜文华; 李雪; 张克平

doi:10.19720/j.cnki.issn.1005-9369.2026.03.012

东北农业大学学报 ›› 2026, Vol. 57 ›› Issue (3) : 132 -144. DOI: 10.19720/j.cnki.issn.1005-9369.2026.03.012

小黑麦种子离散元仿真参数标定

李藤, 史瑞杰, 戴飞, 杜文华, 李雪, 张克平

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摘要

针对机械化作业中机具与小黑麦种子物性参数不匹配引发的物理损伤问题，以“甘农二号”小黑麦种子为研究对象，采用物理试验、离散元仿真与响应面优化相结合的方法，开展离散元仿真参数标定研究。通过物理试验测定种子的三轴尺寸、质量密度、含水率、弹性模量、摩擦系数等基础物理、力学及接触特性参数；基于实测参数，利用SOLIDWORKS构建种子三维模型，导入离散元仿真软件。通过Plackett-Burman试验筛选出对堆积角具有显著影响的3个关键参数，即种子-不锈钢碰撞恢复系数、种间静摩擦系数及种间滚动摩擦系数；结合Box-Behnken响应面试验优化，确定最优参数组合为：种子-不锈钢碰撞恢复系数0.45、种间静摩擦系数0.39、种间滚动摩擦系数0.014 6。验证试验表明，最优参数下的仿真堆积角为27.18°，与实际堆积角（27.22°）的相对误差仅为0.147%，证实仿真模型具有较高准确性，可为小黑麦种子收获、清选和仓储等环节的农机装备数字化设计提供参数支撑。