科研产出
基于离散元法的立式旋耕刀耕整作业性能仿真研究
《农机化研究 》 2023 北大核心
摘要：立式旋耕刀作为旋耕机的关键作业部件，其对土壤的作用效果与自身的功耗损失将直接影响旋耕机的作业质量与工作效率。为探究立式旋耕刀与土壤颗粒间的作用机理，获得刀具的最佳结构参数及作业参数，提高旋耕机的作业质量，达到满足耕整作业农艺要求的碎土整平效果，通过构建不同结构形式的旋耕刀三维模型，搭建旋耕刀-土壤间作用的离散元模型，对单把立式旋耕刀作业时的受力情况及土壤颗粒的破碎搅拌情况进行分析，并进行系列试验。同时，通过极差分析获得工作参数对旋耕刀作业的影响作用规律，并采用受力、扭矩以及抛土碎土效果等多项指标，对不同结构形式旋耕刀自身损耗及对土壤颗粒的影响规律进行深入分析，以期研究出能够适应不同土壤结构环境及农艺模式需要的最佳旋耕刀结构及相关参数，为后续研究与试验提供理论参考。
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棉花气吸滚筒式穴播器二次投种机构设计与试验
《农业机械学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对棉花气吸滚筒式穴播器因投种性能不稳定而造成排种质量下降的问题,在气吸滚筒式穴播器的取种盘和鸭嘴之间增设二次投种机构,通过重新规划种子运动路径,降低投种点高度,减少了漏播和重播现象,提高了气吸滚筒式穴播器的排种性能。在保证气吸滚筒式穴播器取种方式不变的前提下,依次对二次投种机构的安装位置、种道轮廓和出入口的结构参数进行设计和分析,并采用离散元法对种子运动轨迹、运动速度和排种性能进行了仿真,阐明了漏播和重播产生机理。以合格指数、漏播指数和重播指数为评价指标,进行了三因素二次旋转正交组合试验,分析了安装角、作业速度、内种道高度对排种性能的影响。结果表明:安装角对合格指数的影响最大,内种道高度对合格指数的影响最小;当安装角为10.95°、作业速度为3.29 km/h、内种道高度为16.68 mm时,排种性能最佳,此时合格指数为98.40%,漏播指数为0.85%,重播指数为0.75%。田间试验表明:优化后二次投种机构的气吸滚筒式穴播器的合格指数为98.06%,较普通穴播器提升2.21个百分点。
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基于EDEM的滚筒式穴播器排种性能仿真与试验
《中国农机化学报 》 2021 北大核心
摘要：为探究花生种子外形尺寸、穴播器工作转速及取种器结构参数对滚筒式穴播器排种性能的影响,将花生种子按外形尺寸分为3级,利用离散元分析软件EDEM建立穴播器和种子的仿真模型,模拟不同等级花生种子在不同转速、不同结构参数取种器下排种器的排种性能。仿真结果表明:随着工作转速的增加,穴播器对各级花生的合格指数均呈下降趋势,当工作转速大于40 r/min时,合格指数下降明显;当工作转速额定,侧孔和容腔的尺寸分别为40 mm和30 mm时,对大粒种子的排种性能最优,合格指数为91.37%;侧孔和容腔的尺寸分别为32 mm和25 mm时,对中粒种子的排种性能最优,合格指数为93.07%;侧孔和容腔的尺寸分别为28 mm和20 mm时,对小粒种子的排种性能最优,合格指数为93.02%,可见,种子与取种器的适配性影响排种性能。田间试验表明,在穴播器工作转速40 r/min、取种器侧孔长度32 mm,容腔长度25 mm条件下滚筒式穴播器对各级花生种子的排种性能与仿真变化规律一致,离散元分析方法应用于滚筒式花生穴播器上是可行的,本研究为穴播器的优化设计提供理论依据。
关键词： 花生种子 穴播器 取种器 排种性能 EDEM 离散元法
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