基于EDEM的高速穴播器排种性能仿真分析与试验

为探究穴播器转速和种子初速度对穴播器排种性能的影响,对分置式排种系统及穴播器工作原理进行阐述。利用EDEM建立棉种及穴播器的仿真模型,模拟棉种具有不同的初速度及穴播器在不同转速下排种情况,根据运动轨迹曲线、受力变化曲线、速度变化曲线综合分析产生漏播、重播现象的原因。使用Design-Expert进行两因素五水平二次旋转正交组合试验设计,建立评价指标的回归方程,并通过响应曲面分析排种性能。合格率随穴播器转速的增大而先增加后降低,随种子初速度的增大而降低。优化后的仿真参数组合为穴播器转速39 r/min和种子初速度2.4 m/s,最佳优化结果为漏播率3.2%,合格率95.1%,重播率1.7%。台架验证性试验结果表明仿真试验可信,穴播器排种性能满足高速精量播种要求,为新疆地区棉花机械化高速精量穴播技术及发展提供参考。     

基于EDEM的内充式花生排种器排种性能仿真研究

以内充式花生排种器为研究对象,研究花生种子尺寸及排种轮转速对内充式花生排种器性能的影响.介绍了排种器的工作过程,建立了花生种子和排种器的仿真模型.选取3种不同尺寸的花生种子(鲁花11号、小白沙、四粒红)、7个转速(15、20、25、30、35、40、45 r/min)为因素,以单粒率、双粒率和多粒率为指标,应用EDEM...     

基于离散元法的棉花窝眼式穴播器排种性能模拟与试验

窝眼式棉花精密穴播器因其结构简单、运行稳定等特点在新疆南疆地区广泛使用。为了研究棉花窝眼式穴播器转速对排种性能的影响,对穴播器结构和排种过程进行了分析,基于离散元法建立了包衣棉种的颗粒模型,并运用EDEM软件对穴播器在10、20、30r/min转速下棉种颗粒的运动过程进行了仿真。仿真结果表明:在取种过程中,棉种颗粒的运动速度在进入取种孔时达到最大,相比而言转速为10r/min时取种更容易,同时会造成重播现象。设计了试验装置,进行了相同转速下穴播器的排种性能试验,结果表明:在转速为10r/min时,穴播器排种率和重播率高;在转速为30r/min时,穴播器重播率和排种率低;在转速为20r/min时,穴播器排种率高且重播率低。研究结果可为南疆地区窝眼式棉花穴播器的优化和使用提供参考。     

基于EDEM的双腔式棉花精量排种器排种性能仿真研究

以双腔式棉花排种器为研究对象,通过利用离散元仿真分析软件EDEM对排种器的工作过程进行仿真分析,确定了对取种器取种性能产生较大影响的因素为V型槽角度、进种口直径和后腔上部长度,利用虚拟仿真试验确定最优的取种器结构尺寸参数组合,仿真试验结果表明最佳结构参数为:取种器前腔长度11 mm、前腔宽度10.5mm、前腔高度15m...     

气力窝眼轮组合式谷子穴播排种器性能试验

为改善谷子穴播排种器播种效果,使用JPS-12型排种器性能检测试验台,以真空度、吸孔直径、窝眼轮转速为试验因素,以合格率、重播率、漏播率为试验指标对气力窝眼轮组合式谷子穴播排种器的排种性能进行单因素和多因素试验研究。通过单因素试验明确了排种质量随试验因素的变化趋势,通过正交试验获得了气力窝眼轮组合式谷子穴播排种器的较优参数组合,即真空度为2.0kPa、吸孔直径为1.0mm,窝眼轮转速为20r/min。对较优参数组合进行试验验证,结果表明:合格率93.9%,重播率3.1%,漏播率3.0%,能够满足谷子穴播的要求。     

基于EDEM的离心式排种器排种性能数值模拟

建立了离心式排种器的离散元仿真模型,对离心式排种器工作过程中油菜籽的运动过程进行了仿真分析,确定了油菜籽的运动规律并研究了内锥筒中种量与临界转速的关系、排种器转速与总排量的关系。仿真结果表明:随着内锥筒中的种子质量增多,临界转速呈递减趋势,而随着转速的增加,总排量呈增加趋势。仿真与台架试验验证结果一致,表明采用离散元法分析离心式排种器性能是可行的。     

燕麦穴播排种器的设计与试验

燕麦是一种优质的粮饲兼用作物,是山西主要种植的杂粮作物之一。为此,针对燕麦播种过程中无专用的燕麦排种器,作业过程中常出现种子破损、重播或漏播的现象,造成播种质量差的问题,设计了一种型孔式燕麦穴播排种器,并以播种机作业速度、型孔轮转速、型孔直径大小为因素,以穴粒数合格率和穴距合格率为评价指标,采用Design Expert软件分别设计了单因素试验和正交旋转组合试验。结果表明：各因素最优参数组合为播种作业速度0.8m/s,型孔轮转速43.78r/min,型孔孔径9.91mm。对最优参数进行了验证试验,结果表明：穴粒数合格率为84.23%,穴距数合格率为65.62%,穴粒数合格率的误差率为1.6%,穴距合格率的误差率为3.7%,实际结果与优化结果差异较小,优化结果准确可信。研究可为燕麦专用排种器的设计和燕麦专用播种机的设计提供理论依据。     

穴播排种器排种质量的检测

为开发自动化的排种器试验检测系统,研究了基于种子坐标检测和平稳随机过程的穴播排种器排种质量的检测法.而平稳随机过程支撑的机器视觉检测法具有较强的科学性和可行性,有一定理论价值和明显的工程应用价值,将对播种机的研发、制造、检验和使用产生有利影响.     

基于EDEM的小麦精量排种器设计与试验

为实现小麦的精量排种,设计了一种精量小麦排种器.对排种器进行设计计算,最终确定排种器为锥盘式,型孔数量为50个,锥角为30°.采用EDEM软件进行仿真分析,结果显示:当转盘转动速度为19.38r/min、型孔长度平均值为7.95mm、小麦种子外层厚度为8.20mm时,作业合格率为89.55％,单粒率可达到50.80％,...     

基于EDEM软件的玉米育种排种器改进与充种性能试验

基于EDEM软件,以种腔自净型排种器为研究对象,对带凹槽排种盘扰动种群的过程进行了仿真分析,考察了种群平均法向力、种群距排种盘平均距离和种群运动平均速度3个指标,分析对比了带凹槽排种盘及无凹槽排种盘对种群离散程度的影响。仿真结果表明,在种子量较少的情况下,带凹槽排种盘可有效增强种群的离散程度,降低种子在被吸孔吸附前受到的种群内摩擦力,提高吸附率。台架试验验证了仿真分析的推论,通过在排种盘上设置凹槽的改进方式,加强排种盘对种群的扰动就可以在一定程度上提高排种盘吸孔吸附种子的能力,降低漏充率,使排种器的漏播率满足国标要求。     

穴盘苗高速移栽机吊杯式栽植器膜上成穴性能仿真与试验

吊杯式移栽机具有成穴、移栽一次性完成,可以覆膜作业等优点,已成为移栽作业中使用较多的移栽机械。吊杯式栽植器为吊杯式移栽机的主要作业部件,不同形状吊杯能影响移栽机的膜上成穴性能及栽植品质。借助离散元仿真软件EDEM及多体系统动力学分析软件RecurDyn,耦合仿真分析两种不同形状的吊杯在栽植频率为72株/（min·行）时的撕膜大小,仿真结果得出圆锥形吊杯的成穴性能优于锥形吊杯,锥形吊杯形成的膜口纵向尺寸为105.37 mm,圆锥形吊杯形成膜口纵向尺寸为101.26 mm;最后通过室内台架试验,检验两种不同形状吊杯的栽植机构的膜上成穴性能,并验证EDEM RecurDyn耦合仿真结果的合理性。结果表明,仿真试验结果与台架试验结果趋势一致,锥形吊杯的膜口纵向尺寸约为130.58 mm,圆锥形吊杯的膜口纵向尺寸约为121.40 mm,证明所采用EDEM RecurDyn耦合仿真研究吊杯式栽植器成穴特性的方法是可行的,就地膜的损伤程度而言,圆锥形吊杯的膜上成穴性能优于锥形吊杯。     

基于EDEM的薯土分离机构数值分析与模拟

为寻找甘薯收获机薯土分离机构的最佳设计及运动参数,基于对4GS-1500型链杆式升运器薯土分离机构损伤机理的研究及薯土混合物料和链杆式升运器的运动特点,将薯土混合物视为颗粒流,利用离散单元软件EDEM(Engineering Discrete Element Method)进行仿真分析,从其损伤机理出发,以甘薯与机具碰撞所受法向力、碰撞次数及工作效率作为指标,分析甘薯在不同条件下的损伤程度的变化。仿真结果表明:链杆线速度与工作效率及甘薯损伤率不成线性关系,线速度为2.1m/s时工作效率较高,且损伤程度较低;杆直径为16mm、链杆间距为75mm时,甘薯碰撞受力较小,薯土分离效果良好;添加对链杆升运器倾斜角度的多水平仿真分析,并得到倾角在24°时伤薯状况较好。仿真模拟结果与试验结果基本吻合,表明了利用EDEM对薯土分离机构进行数值模拟的正确性和可行性,并为今后甘薯收获机械的发展提供一种有效的模拟手段。     

基于离散元的气吸式排种器工作参数仿真优化

为提高用于免耕播种机的气吸式排种器的吸种效果,探寻最佳的排种器工作参数范围,通过离散元法对排种器内种群的离散度、种子间的作用力和种子速度进行仿真分析,得出吸种效果最佳的排种器工作参数范围:搅种轮转速为14.8~18.5 r/min,振动频率低于10 Hz,振幅低于5 mm,容种量为60%~80%。排种试验表明:搅种轮转速低于18.5 r/min比高于18.5 r/min的吸种率均值提高7.1%。振幅2 mm,振动频率低于10 Hz比高于10 Hz的吸种率均值提高8.9%。吸种率随容种量增大而增高,容种量60%~80%的吸种率均值为97%,比容种量低于60%的吸种率均值提高12个百分点。该结论证明了仿真优化的参数范围是可靠的。在这些参数范围内可使种箱内种子处于松散的吸种状态,种子间的碰撞和拖带作用减小,吸种性能得以提高。     

基于EDEM的冰草种子丸化机工艺参数优化仿真与试验

针对冰草种子丸化包衣存在丸化合格率低、种粉间混合均匀度差、丸化工艺落后等问题,采用数值模拟和试验验证相结合的方法,对冰草种子丸化包衣工艺参数进行优化设计。通过离散元软件EDEM建立冰草种子的仿真模型,采用离散系数作为评价指标研究包衣锅振动频率、转速、倾角对种粉间混合均匀度的影响,同时以丸化合格率作为评价指标,采用单因素试验验证数值模拟的可行性。为进一步研究各因素对种粉间混合均匀度的影响规律,以丸化合格率作为评价指标进行二次回归正交设计试验,通过Design-Expert软件建立冰草种子丸化合格率的二阶回归方程并进行方差分析。结果表明：影响冰草种子丸化合格率的主次因素为包衣锅倾角、包衣锅振动频率、包衣锅转速,并以丸化合格率的最大值为优化目标得到最优工艺参数组合：包衣锅倾角41°、包衣锅振动频率21 Hz、包衣锅转速45 r/min。在此工艺参数组合下,丸化合格率达到最高,为95%,这表明种粉间能达到最佳的混合均匀度。研究结果可为振动作用下小粒种子的丸粒化包衣机设计和丸化包衣工艺参数优化提供参考依据。     

基于EDEM数值模拟的沙棘滚筒筛设计

为解决沙棘浆果中含有杂质,导致浆果筛分含杂较高的问题,设计三层结构滚筒筛装置,并确定振动电机、减震弹簧等关键部件参数.其激振力为7644 N,功率为3.24 kW,减震弹簧刚度8047.3 N/m.使用EDEM离散元软件对滚筒筛的转速、倾角进行模拟分析.模拟结果表明:当滚筒筛转速、倾角为38 r/min、8°时,其筛分...     

基于有限元的大蒜播种机机架轻量化设计

针对大蒜播种机械普遍存在结构偏重、强度富余的情况,以课题组研制的六行大蒜播种机机架为优化对象,基于有限元仿真,进行以减重、减振为目标的优化设计.首先,根据机架的原始结构和受载特性,确定3个设计变量:外侧板厚度、前梁截面边长以及后梁肋板厚度.以初始尺寸为基准,取4个级别,共建立64个几何模型.其次,对这些模型分别进行静力...     

基于EDEM的不同品种花生种子填充特性的仿真与试验

[目的]针对河南省种植的主要花生品种尺寸差异性较大,导致在同一排种器内排种合格率差异性较大,适应性较差,需要对不同品种花生种子在内充种式排种器中的填充特性和排种最佳转速进行研究。[方法]以豫花37、豫花65和豫花9326为试验研究对象,测量种子的三轴尺寸,并计算分析其均径、变异系数、球度等主要参数的差异与分布情况。运用EDEM软件对不同品种花生种子在内充种排种器的排种过程中的填充特性进行模拟仿真试验,并对其试验结果进行分析。[结果]试验结果表明,豫花37、豫花65在排种器转速为25 r/min时双粒率最高,填充性能最好,双粒率分别达到83.89%、89.56%;豫花9326在排种器转速为15 r/min时双粒率最高,填充性能最好,双粒率为81.99%。对豫花37号、豫花65号和豫花9326号花生种子在最佳排种转速条件下进行验证试验,结果表明：排种双粒率分别为84.31%、89.75%和82.17%,与仿真结果最大误差为0.42个百分点。[结论]利用仿真试验对不同品种的花生种子在不同转速条件下进行试验,确定了最佳转速参数,通过对最佳参数进行验证试并与仿真试验结果进行对比,在相同条件下两者之间最大误差为0.42个百分点,说明仿真试验可用于对排种器参数的设计与与优化,提高其研发和研究进度,降低加工制造成本。同时,针对不同品种的花生种子应进行不同转速调整,以提高播种的质量。     

木薯种茎参数测量及EDEM仿真参数标定

针对预切种木薯种植机排种器排种仿真缺乏种茎离散元模型问题,通过Creo建立了木薯种茎的三维模型,根据三维模型在EDEM软件中构建木薯茎秆的离散元模型,通过物理试验测量了种茎的接触参数,对测得的参数进行EDEM软件标定,以堆积角度数作为评价指标得到标定的最佳结果,并对标定的参数进行验证.结果表明:标定的木薯种茎接触参数结...     

宽苗带小麦免耕施肥播种机设计与试验

针对小麦玉米轮作区,玉米收获后小麦种植时间紧张,播种效率低的问题,采用宽苗带播种模式,搅龙型覆土整平机构,设计一种宽苗带小麦免耕施肥播种机,一次进地可同时完成灭茬、施肥、播种、覆土整平、镇压等工作。对苗带灭茬装置的旋耕刀片排布安装进行设计,确定苗带旋耕灭茬的方式;通过EDEM软件对宽苗带分布器排种过程进行仿真,确定分种板的位置参数;对搅龙覆土整平装置进行力学与运动学分析,确定搅龙叶片的螺旋升角取33°。在玉米小麦两熟区进行试验,结果表明,播种深度,种肥高度差和苗带宽度的合格率分别为93.1%,100%和94%,机具通过性良好,各项指标满足农艺要求。