冬小麦种子颗粒离散元仿真参数标定

摘要

甘肃省冬小麦相较其他品种小麦形态差异较大，针对其他品种小麦离散元仿真参数应用于甘肃省冬小麦播种机械设计与优化误差较大的问题，以‘甘农2号’种子为研究对象，采用物理试验测定种子本征参数及与PLA塑料、软胶和树脂间的静摩擦因数和碰撞恢复系数。基于离散元法（Discrete element method,DEM），利用EDEM软件结合斜面滚动试验，标定种子与PLA塑料、软胶和树脂间的滚动摩擦因数。采用圆筒提升法进行物理堆积试验，将试验所得堆积图像经MATLAB软件处理后得到种子物理堆积角，通过Design-Expert 8.06软件对多元二次方程进行多目标优化，获得种子颗粒间离散元模型接触参数较优组合，并利用EDEM软件进行验证。结果表明：小麦种子与PLA塑料、软胶和树脂的静摩擦因数分别为0.543、0.645和0.425；碰撞恢复系数分别为0.471、0.351和0.497；滚动摩擦因数分别为0.087、0.096和0.098。种子颗粒间静摩擦因数、碰撞恢复系数和滚动摩擦因数分别为0.43、0.50和0.07。物理堆积角为32.95°，仿真堆积角与物理堆积角相对误差为0.3%。本研究标定的冬小麦颗粒离散元仿真参数可为甘肃省小麦精量播种机械的设计优化提供参考。

关键词

冬小麦种子颗粒 / 离散元法 / 接触参数 / 标定 / 播种机械