

花生是我国重要的油料和经济作物,但其收获后的秸秆与残膜(花生秧膜)分离效率低、成本高,严重制约花生秸秆的饲料化利用。传统机械分离存在不彻底、能耗大等问题,而离散元仿真因缺乏精准参数,难以有效指导设备进行优化。针对这一难题,研究团队创新性地采用滞后弹簧接触模型(HSCM),结合图像处理与最小二乘法,首次实现了花生秧膜接触参数的精准标定。团队通过建模对比试验、中心复合设计(CCD)试验,建立了堆积角与参数的二阶响应模型,优化后仿真与物理试验的堆积角误差仅为1.37%,验证了模型的可靠性。
此外,研究发现,花生秧膜堆积角受颗粒间静摩擦系数和滚动摩擦系数影响显著,而恢复系数作用较小,标定后的仿真参数为:茎-茎之间的恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数分别取0.23、0.67、0.3,其余接触参数取中间值(茎-膜分别取0.3、0.6、0.2;膜-膜分别取0.2、0.71、0.65)。该方法显著提升了离散元仿真的准确性,为花生秧膜分离装置仿真参数的设置提供了理论依据。
农机院彭强吉副研究员为论文第一作者,康建明研究员为通讯作者。该研究获国家自然科学基金、新疆重点研发计划及山东省农机装备研发推广一体化试点项目资助。(撰写:彭强吉 核稿:褚幼晖)