近日，農(nóng)機院田間作業(yè)裝備創(chuàng)新團隊在《International Journal of Agricultural and Biological Engineering》（中科院二區(qū)期刊，IF=2.5）發(fā)表了題為“Calibrating and testing the discrete element parameters for peanut seedling film”的研究論文，彌補了花生秧膜離散元仿真參數(shù)缺失的空白。

 

　　花生是我國重要的油料和經(jīng)濟作物，但其收獲后的秸稈與殘膜（花生秧膜）分離效率低、成本高，嚴重制約花生秸稈的飼料化利用。傳統(tǒng)機械分離存在不徹底、能耗大等問題，而離散元仿真因缺乏精準參數(shù)，難以有效指導設(shè)備進行優(yōu)化。針對這一難題，研究團隊創(chuàng)新性地采用滯后彈簧接觸模型（HSCM），結(jié)合圖像處理與最小二乘法，首次實現(xiàn)了花生秧膜接觸參數(shù)的精準標定。團隊通過建模對比試驗、中心復合設(shè)計（CCD）試驗，建立了堆積角與參數(shù)的二階響應(yīng)模型，優(yōu)化后仿真與物理試驗的堆積角誤差僅為1.37%，驗證了模型的可靠性。

 

　　此外，研究發(fā)現(xiàn)，花生秧膜堆積角受顆粒間靜摩擦系數(shù)和滾動摩擦系數(shù)影響顯著，而恢復系數(shù)作用較小，標定后的仿真參數(shù)為：莖-莖之間的恢復系數(shù)、靜摩擦系數(shù)、滾動摩擦系數(shù)分別取0.23、0.67、0.3，其余接觸參數(shù)取中間值（莖-膜分別取0.3、0.6、0.2；膜-膜分別取0.2、0.71、0.65）。該方法顯著提升了離散元仿真的準確性，為花生秧膜分離裝置仿真參數(shù)的設(shè)置提供了理論依據(jù)。

 

　　農(nóng)機院彭強吉副研究員為論文第一作者，康建明研究員為通訊作者。該研究獲國家自然科學基金、新疆重點研發(fā)計劃及山東省農(nóng)機裝備研發(fā)推廣一體化試點項目資助。（撰寫：彭強吉  核稿：褚幼暉）