小籽粒谷物散体力学性质研究及应用

• 作 者: 刘晓
• 出 处: 山西农业大学
• 发表日期: 2015年01期
• 关键词: 小籽粒谷物 散体力学特性 摩擦特性 离散元 仿真

谷子、黍子、菜籽等种子均属小籽粒谷物,在机械化播种作业中需要分析这类物料的流动特性、摩擦特性、及其排种系统部件表面相互作用时的运动学、动力学等特性,小籽粒谷物的相关物性及力学特性研究属于农业物料力学中散体力学的范畴。散体力学性质的研究在农业工程许多领域有应用,本文结合小籽粒谷物机械化播种装备研发的实际需求,进行了油菜、黍子和谷子等物料的散体力学性质测试和应用研究,主要研究工作如下：(1)进行了小籽粒谷物散体力学性质试验研究,测定了谷子、黍子、菜籽等小籽粒的三轴尺寸和千粒重,并对其力学性质进行了试验,分别测定了与钢板、铝板、塑料板之间的静、动摩擦系数,并应用SAS软件以接触面积与接触材料作为影响因素进行了影响分析。还测试了碰撞恢复系数和弹性模量等力学性质指标,为小籽粒播种装备的设计提供了有益的参考。(2)运用摩擦理论在微观层面分析了小籽粒谷物在流动过程中的摩擦机理和动力学平衡特性,主要探索了小籽粒谷物流动过程的物理机械力作用效应。(3)结合谷子、黍子、菜籽等小籽粒种子在排种器导种管中的受力情况,并用EDEM离散元软件创建了小籽粒谷物的散体颗粒模型,并模拟实际播种时的仿真环境,对小籽粒在导种管不同位置流动时的速度、受力和与导种管中接触时的次数、受力等进行了模拟分析。(4)运用EDEM离散元软件分析了不同导种管材料对小籽粒种子在播种时的播种均匀性影响,为此类播种机设计中排种器与导种管的材料选择提供了参考。