基于离散元法的种子玉米剥皮过程籽粒损失分析与试验

作     者：刘磊 杜岳峰 栗晓宇 刘理汉 张延安 杨帆 LIU Lei;DU Yuefeng;LI Xiaoyu;LIU Lihan;ZHANG Yan'an;YANG Fan

作者机构：中国农业大学工学院北京100083 中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083 

基　　金：国家自然科学基金项目(52175258) 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2022年第53卷第S2期

页      码：28-38页

摘      要：种子玉米在剥皮过程中存在大量的籽粒破碎、脱落等损失问题,严重影响种子玉米的单产与经济效益。因此,本研究采用理论分析、离散元仿真与正交试验相结合的方法,探究种子玉米果穗与剥皮机构的互作机理,确定剥皮机构的最优工作参数组合以优化种子玉米剥皮过程。首先,对种子玉米果穗在剥皮机构中的受力及运动进行了理论分析,探究了在剥皮过程中剥皮机构-种子玉米的相互作用关系,并确定了影响剥皮性能的主要因素。其次,基于DEM建立种子玉米果穗-剥皮机构相互作用仿真模型,通过对玉米果穗籽粒损伤及脱落分析,确定了剥皮辊转速、剥皮辊倾角和摆杆摆幅的较优工作范围。最后,根据Box-Behnken设计方法,设计了三因素三水平的正交试验,通过方差分析和响应面分析,筛选出种子玉米剥皮机构的最佳工作参数组合:剥皮辊转速为300 r/min,剥皮辊倾角为10°,摆杆摆动幅度为5°,此时苞叶剥离率为94.13%,籽粒脱落率为1.564%,籽粒破碎率为1.292%。试验获得的剥皮装置的最优工作参数组合,明显提高了种子玉米的剥皮效果。

主 题 词：种子玉米 剥皮机构 籽粒损失 离散元 正交试验 

学科分类：0828[工学-建筑类] 08[工学] 0901[农学-植物生产类] 

核心收录：

D　O　I：10.6041/j.issn.1000-1298.2022.S2.004

馆 藏 号：203115518...