基于Bonding V2模型的蒜种离散元建模与参数标定

来源：农业机械学报杂志2025年第7期北京时间：

作者：李骅，孟煜柏，齐新丹，王永健，李玉青，李明阳

单位：南京农业大学,南京工业大学;江苏省智能化农业装备重点实验室,南京工业大学,南京农业大学;江苏省智能化农业装备重点实验室,南京农业大学;江苏省智能化农业装备重点实验室,南京工业大学;江苏省智能化农业装备重点实验室,

摘要：针对利用离散元法进行大蒜精准播种及收获等关键作业过程仿真分析时，蒜种内部黏结参数缺乏的问题，选取邳州白蒜为研究对象，利用EDEM软件建立了一种可破碎的蒜种离散元柔性模型，并对其黏结参数进行标定。以处理后不带皮蒜种块临界破碎载荷（105.5N）及位移（4.7mm）为参考依据，通过Plackett-Burman、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验，对蒜种离散元模型进行显著性筛选和寻优。结果表明：最优参数中单位面积法向刚度、单位面积切向刚度、法向强度、剪切强度和黏结半径比例分别为5.115×108N/m3、2.3×107N/m3、1.265×106Pa、54454.594Pa、1.716。此时，仿真不带皮蒜种块临界破碎载荷和位移分别为116.6N、5.13mm，与前期不带皮蒜种试验误差分别为9.5%、12.7%，与带皮蒜种试验（临界破碎载荷和位移分别为107.5N和4.8mm）误差分别为7.8%、7.4%，验证了模型的准确性。建立的蒜种离散元模型可为后续振动充种受力分析及姿态调整提供参考。

关键词：蒜种;离散元模拟;参数标定;Bonding V2模型

基金资助：江苏省现代农业装备和技术示范推广项目（NJ2021-12、NJ2022-09）和江苏省中晚熟大蒜产业集群子项目