基于EDEM的秸秆—土壤颗粒翻埋运动仿真及试验

作     者：葛宜元 矫洪成 刘东旭 梁秋艳 杨传华 Ge Yiyuan;Jiao Hongcheng;Liu Dongxu;Liang Qiuyan;Yang Chuanhua

作者机构：佳木斯大学机械工程学院黑龙江佳木斯154007 

基　　金：黑龙江省教育厅基本科研业务费项目(2019—KYYWF—1378) 

出 版 物：《中国农机化学报》 (Journal of Chinese Agricultural Mechanization)

年 卷 期：2023年第44卷第7期

页      码：229-235页

摘      要：水稻秸秆与土壤翻埋过程是影响秸秆还田的重要因素。在前期建立的还田刀辊—土壤—水稻秸秆三者仿真互作模型的基础上,进一步研究土壤颗粒的运动状态。在耕深为20 cm、刀轴旋转速度为240 r/min、单位秸秆量为3.5 kg/m2时,以秸秆翻埋率和还田深度为指标,分别进行仿真与室内模拟试验,翻埋率分别为87.5%、86.7%,还田深度分别为19.16 cm、18.68 cm,模拟试验验证仿真试验的有效性。仿真结果显示所标定颗粒152658与刀辊接触时,开始向后下方位移,到达最低点后随着刀辊的旋转向后上方抛洒,此时运动轨迹近似抛物线,随后在重力作用下回落到地表,与其他颗粒碰撞产生波动,直至最终停下。通过随机标定颗粒研究土壤受力情况,结果表明:当弯刀在开始接触土壤颗粒时,颗粒X、Y、Z方向受力均直线上升,最大值分别为15.61 N、37.2 N、50.37 N,直到该土壤颗粒团被弯刀切碎后,力逐渐下降为0。同理标定秸秆颗粒45 681,分析其运动轨迹,仿真结果表明:起初土壤颗粒对秸秆速度产生促进和抑制双重作用,随着土壤回落地表,秸秆在土层下主要受到土壤摩擦作用,直至秸秆速度降为0。仿真分析从微观角度揭示弯刀对秸秆翻埋还田的工作机理,为部件优化设计提供理论支持。

主 题 词：秸秆还田 土壤颗粒 秸秆颗粒 运动轨迹 翻埋运动 

学科分类：0828[工学-建筑类] 08[工学] 

D　O　I：10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2023.07.031

馆 藏 号：203122663...