白萝卜种子颗粒接触参数标定

来源：中国农机化学报杂志2023年第8期北京时间：

作者：闫建伟, 魏松, 张万萍, 张富贵

单位：1. 贵州大学机械工程学院，贵阳市，550025； 2. 浙江大学生物系统工程与食品科学学院，杭州市，310058；3. 贵州大学农学院，贵阳市，550025

摘要：针对白萝卜种子颗粒本征参数、颗粒与种植机械装备间接触参数缺乏等问题，以白萝卜种子颗粒为研究对象，利用三维扫描逆向建模技术与EDEM软件建立白萝卜种子颗粒离散元模型，通过物理试验与虚拟仿真试验对仿真参数进行标定。采用碰撞弹跳试验、斜面滑移试验和斜面滚动试验确定白萝卜种子颗粒与ABS塑料、不锈钢板、有机玻璃和铝合金4种不同材料之间的碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数，碰撞恢复系数分别为0.48、0.62、0.51、0.44，静摩擦系数分别为0.50、0.42、0.45、0.48，滚动摩擦系数分别为0.014、0.025、0.007、0.006；通过响应曲面和DesignExpert软件的优化模块对多元二次方程进行多目标优化，获得白萝卜种子间离散元模型接触参数较优组合：碰撞恢复系数0.19、静摩擦系数0.54、滚动摩擦系数0.02。采用圆筒提升法进行白萝卜种子颗粒物理休止角堆积试验，利用MATLAB对堆积图像处理获得物理堆积试验白萝卜种子颗粒与ABS塑料、不锈钢板、有机玻璃和铝合金的休止角分别为33.48°、32.72°、33.81°、29.88°，仿真试验与物理试验得到的休止角误差分别为1.4%、3.2%、2.6%和2.8%。研究结果表明，白萝卜种子颗粒建模和标定所得的离散元仿真参数具有准确可靠性，可为白萝卜种子颗粒离散元仿真研究提供理论参考。

关键词：白萝卜种子颗粒,离散元法,接触参数,标定,排种器,种植机械

基金资助：贵州省科技计划项目（黔科合重大专项字［2019］3014—3、黔科合成果［2020］1Z002—4）