李飞翔, 王鹏, 王云飞, 葛越锋, 唐凯怿, 李得志

中国农业科技导报 2022, 24 (7): 97-107. DOI:10.13304/j.nykjdb.2021.0402

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为获得基于黏结颗粒模型（BPM）玉米包衣种子离散元仿真所需的精确接触参数，基于堆积试验对玉米包衣种子的仿真参数进行标定。对郑单958玉米包衣种子分类筛选后，通过激光扫描仪对轮廓较好的种子进行扫描，得到点云数据，并通过CATIA软件对点云数据进行处理，最终得到玉米种子仿真模型。设计Plackett-Burman试验，通过Isight软件的近似模型与DOE联合模块对试验结果进行分析，筛选出对堆积角影响显著的参数：玉米种子-玉米种子静摩擦系数、法向刚度与切向刚度。基于Isight软件RSM优化模块，根据Box-Behnken试验结果建立堆积角与显著性参数的二阶回归模型，得到参数的最佳组合：玉米种子-玉米种子静摩擦系数0.269、法向刚度2.54×10⁸ N·m^-3、切向刚度5.93×10⁷ N·m^-3。将标定参数仿真所得堆积角与真实试验值进行对比，二者相对误差为0.98%。上述结果表明，响应面分析可用于标定玉米包衣种子的离散元仿真参数，为玉米气力式排种器的结构设计与参数优化提供参考。

序号

No.

H：玉米种子-玉米种子静摩擦系数

Corn seed-corn seed static friction coefficient

J：法向刚度

Normal stiffness/ （10⁸ N·m^-3）

K：切向刚度

Shear stiffness/ （10⁸ N·m^-3）

θ：堆积角

Stacking angle/（°）

0.3

18.2

31.12

0.4

18.2

25.5

33.61

0.2

0.7

26.57

0.4

35.7

31.56

0.2

35.7

24.23

0.3

35.7

0.5

30.25

0.2

18.2

0.5

27.14

0.3

0.7

25.5

32.56

0.4

0.7

32.87

0.3

0.7

0.5

33.53

0.3

18.2

31.08

0.3

18.2

31.06

0.3

35.7

25.5

32.36

0.2

18.2

25.5

27.65

0.4

18.2

0.5

33.31