基于離散元法苜蓿壓扁調制過程仿真分析與試驗

王 林，張克平，楊君乾

（甘肅農業大學機電工程學院，蘭州 730070）

苜蓿被稱為“牧草之王”，是養殖業重要飼草來源，其高效優質生產對調整農牧產業結構、牧草產品精深加工和生態環境優化具有重要影響。實現苜蓿田間收獲機械化可提高生產水平及效率，降低人工成本[1-3]。苜蓿膠體物質較多且碳水化合物較少，不易青貯，刈割后需及時晾曬干燥，否則易發霉變質甚至腐爛。苜蓿莖稈和葉片干燥速度不同，田間晾曬過程中葉片先于莖稈達到安全水分，進一步干燥脫水減小莖葉連接力，輕微抖動或搬運造成落葉損失，導致蛋白質含量急劇減少。為實現苜蓿莖稈和葉片同步干燥，田間實際收割時常利用割草壓扁機的調制機構對莖稈進行破節、裂皮、壓扁、折彎等處理[4-5]，以消除或降低莖稈角質層和纖維素在晾曬過程中對水分蒸發的阻礙作用[6-7]。因此，研究并優化調制機構作業性能可有效提升苜蓿草產品質量。

近年來，離散元法（DEM）得到廣泛應用，諸多學者將其應用于農業機械設計領域[8-9]。在農作物參數標定方面：廖宜濤、侯杰等分別探究油菜及水稻莖稈離散元接觸參數（碰撞恢復系數、靜摩擦系數和滾動摩擦系數）[10-11]。馬彥華等采用生物力學特性試驗和仿真優化相結合方法標定苜蓿莖稈基本接觸參數[12]。在農機具性能提升方面：王韋韋等利用離散元軟件EDEM建立玉米莖稈模型，模擬莖稈還田后玉米播種器開溝過程，分析該過程中莖稈位移變化，改進開溝器結構[13]。……