麦-玉耕作秸秆混土还田模式下离散元参数标定

摘要：

麦-玉一年两熟的江淮、黄淮地区秸秆混土还田保护性耕作模式,麦秸秆-土壤混合的种床缺乏准确的物料相互接触参数,阻碍了机械化玉米精密播种过程中关键部件、种粒、肥料与混合种床相互作用研究,进而制约了机具优化与改进.采用物理与EDEM离散元方法结合研究非连续体麦秸秆-土壤混合物之间相互作用,选用Bonding V2黏结模型搭建柔性麦秸秆段"元颗粒",选取Hertz-Mindlin with JKR模型对一定湿度的土壤进行参数标定.首先,以圆桶提升麦秸秆和土壤种床混合物堆积角为响应值,采用Plackett-Burman筛选试验和最陡爬坡试验分别对显著影响因素从大到小排序和缩近最佳取值范围.利用Box-Behnken试验构建了显著影响因素与堆积角二阶回归模型,对显著因素交互项进行响应曲面分析,利用Design-Expert软件优化模型并以实测堆积角 39.94°为目标响应值,计算得土壤JKR表面能 0.500、土壤-秸秆动摩擦系数 0.065 8、土壤-秸秆JKR表面能 0.262及土壤-土壤动摩擦系数 0.155,仿真验证误差 1.08%,表明标定的接触模型参数可靠.该研究可为麦-玉保护性耕作模型下混合种床与机具精密播种相互作用研究提供参考和理论依据.

关键词：麦-玉耕作、秸秆还田、混合种床、离散元、接触模型、堆积角

所属期刊栏目：14

分类号：S152.9(土壤学)

资助基金：江苏沿江地区农业科学研究所青年科技基金项目;江苏省现代农机装备与技术示范推广项目

在线出版日期：2024-09-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：72-81