收获期艾草茎秆离散元仿真参数标定研究

来源：中国农机化学报杂志2025年第9期北京时间：

作者：刘虎, 张泽豪, 何琴英, 张道德, 严旺开, 霍欣浩,

单位：（1. 湖北工业大学，武汉市，430068； 2. 湖北省农业机械工程研究设计院，武汉市，430068）

摘要：以艾草茎秆为研究对象，利用EDEM仿真软件，分别基于Hertz—Mindlin、Hertz—Mindlin with bonding V2模型建立艾草茎秆刚性、柔性离散元模型。通过单轴压缩试验确定艾草茎秆的泊松比、弹性模量、剪切模量分别为033、9137 MPa、3435 MPa。以休止角和弯曲破坏力为响应指标，通过Placktt—Burman试验、最陡爬坡试验和Box—Behnken响应面试验对艾草茎秆的接触参数和黏结参数进行标定。结果表明：艾草茎秆与钢板的碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为04、047、02。艾草茎秆之间的碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为03、049、014。艾草茎秆黏结模型中单位面积法向刚度为551×1012 N/m3，单位面积切向刚度为840×1011 N/m3，临界法向应力为2069 MPa，临界切向应力为2057 MPa，黏结半径为062 mm。采用休止角试验和弯曲试验对标定的参数进行验证，休止角和弯曲破坏力的物理试验均值与仿真试验均值相对误差分别为043%、210%，为艾草茎秆离散元仿真模型建立和收割机械的设计优化提供参考。

关键词：艾草茎秆,离散元法,接触参数标定,黏结参数标定

基金资助：湖北省农机装备补短板项目（HBSNYT202220）