花生种子颗粒离散元仿真参数标定与试验

由于花生排种装置在优化设计过程中缺乏准确的仿真模型参数,从而造成仿真与理论计算结果存在较大误差,一定程度上制约了花生排种装置的发展。该研究系统测定了花生种子的三轴尺寸、颗粒密度、弹性模量、泊松比等本征参数及其静摩擦因数、滚动摩擦因数、恢复系数。通过开展花生种子颗粒堆积试验,标定得到花生种间静摩擦因数为0.213,种间滚动摩擦因数为0.035。为检验标定参数的可靠性,开展了花生堆积角仿真与物理试验对比,结果表明花生物理堆积角和仿真堆积角相对误差为0.22%。通过开展机械式花生精量排种器的仿真与台架排种性能的对比试验,得到排种性能中漏播指数、重播指数相对误差分别为8.24%、5.12%,结果表明花生标定参数具有可靠性。该研究结果可为排种装置的优化设计与仿真研究提供理论参考。

机械气力组合式花生精量排种器设计与试验

针对气吸式排种器播种花生等大粒径种子时吸附率低、风压需求大等问题,采用气力与机械协同取种、断气卸种、机械携种等方式,设计了一种机械气力组合式花生精量排种器。在充种阶段采用凸块扰动、定位和托持种子,并配合型孔负压协同取种,可有效提高充种性能。不同结构排种盘的扰种性能仿真分析表明,环槽双V形凸块扰种效果最佳。以种子外形尺寸、排种盘转速和工作负压为影响因素进行了双V形凸块结构的排种性能试验,结果表明类球形种子的排种性能最优。通过多目标参数优化确定了排种器的最佳参数组合。田间试验结果表明,该排种器满足花生精量播种要求。

浸泡处理对花生种子破损影响的试验研究

针对花生在排种过程中种子机械损伤指数高的问题,本文以新疆地区常用品种四粒红为研究对象,依据二次正交旋转中心组合试验方案,对经过不同浸泡条件处理的花生种子进行含水率、破损和发芽的试验。结果表明:浸泡温度与浸泡时间对含水率的影响极显著,随着二者的增加含水率均呈线性增长;浸泡温度、浸泡时间、加载速率整体上对三位(平躺位、侧卧位、胚根位)抗破损力的影响显著,三位抗破损力随着浸泡温度的增长呈整体增加,随着浸泡时间的增长呈现先增加后减小,随着加载速率的增长呈整体降低;胚根位破损对种子发芽率影响最大,故以胚根位抗破损力最大为优化条件对试验参数进行优化,获得最佳参数组合为浸泡温度21. 3℃、浸泡时间2. 57 h、含水率为13. 87%;当加载速率为81. 64 mm/min时,花生胚根位抗破损力最大为4. 97 N,平躺位抗破损力为4. 27 N,侧卧位抗破损力为4. 40 N;试验验证结果与优化结果一致,表明本文研究结果可为排种器的设计提供理论依据。