农业工程学报

作者：李先康,许燕,周建平,汪浩远,徐翔,左佳伟,

关键词：离散元, 模型, 干红花丝, 改进斜面法, 参数标定

基金：42

为解决干红花丝机械化采收等关键环节离散元仿真分析时，缺乏准确的干红花丝本征参数以及花丝间、花丝装置间接触参数的问题，该研究以干红花丝为研究对象，通过物理试验与仿真试验相结合的方式对其参数进行标定。将传统形态量化方法和三维数字化技术结合，构建同时具备尺寸特征和形态特征的干红花丝离散元模型；采用水分测定仪、电子天平、万能试验仪等仪器确定干红花丝含水率、密度、泊松比和剪切模量，使用自由落体法和改进斜面法测定干红花丝碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数；使用漏斗法进行干红花丝物理堆积试验，利用MATLAB提取并拟合边缘轮廓获得物理堆积角为46.618°；以仿真堆积角为响应值，通过Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和Box-Behnken响应面法试验，获得显著影响堆积角的最优因素组合，即干红花丝间静摩擦系数0.347；滚动摩擦系数0.086；碰撞恢复系数0.211。试验结果表明，优化参数后的仿真试验与实际试验的堆积角形状和角度相似，角度相对误差为0.96%。并开展辊刷式干红花丝集采装置仿真和田间试验，得到损失率的相对误差为8.43%。研究结果可为干红花丝物料特性研究和机械化采收技术研发提供理论依据。/

来源：2026年第4期

《农业工程学报》期刊编辑部

查看农业工程学报杂志2026年第4期