水稻密度碰撞恢復(fù)系數(shù)測(cè)量

摘 要：利用離散元軟件Edem仿真水稻排種器工作過(guò)程中水稻種子在排種器中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，需測(cè)量水稻的密度、碰撞恢復(fù)系數(shù)，用于建立種子顆粒模型加以仿真，描繪出其工作過(guò)程中的狀態(tài)，為水稻在排種器中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)提供參考。本文選取水稻品種為旱稻502。

關(guān)鍵詞：密度；碰撞恢復(fù)系數(shù)

中圖分類號(hào)：S223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20171032032

引言

水稻是我國(guó)重要的糧食作物，是糧食生產(chǎn)加工和大眾消費(fèi)中的主要糧食作物，因此水稻的產(chǎn)量是我國(guó)糧食安全的保障，國(guó)家必須繼續(xù)加大力度發(fā)展擴(kuò)大生產(chǎn)水稻才可保障糧食安全生產(chǎn)[1]。我國(guó)有65%左右的人口以食水稻為主，可見(jiàn)水稻在我國(guó)的糧食安全中有著重要戰(zhàn)略地位[2]。但對(duì)于水稻種植方式中運(yùn)用排種器的比重不高，本文用仿真軟件Edem仿真排種器工作時(shí)種子在排種器中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所測(cè)的水稻的密度、碰撞恢復(fù)都是Edem仿真時(shí)所需要的，為更加真實(shí)準(zhǔn)確的模仿水稻種子在排種器中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)提供基礎(chǔ)。

1 密度的測(cè)量

1.1 測(cè)量?jī)x器

電子天平、量筒。

1.2 測(cè)量步驟

取水稻種子分成10組分別標(biāo)記，將電子天平放在水平桌面上，測(cè)量每一組的質(zhì)量并記錄。把2桶放在水平桌面上，注入100mL，然后將之前稱重后的種子逐組侵入量筒中，測(cè)其體積的變化量。通過(guò)公式：

（1）

1.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

旱稻502的密度為0.477g/mL。

2 碰撞恢復(fù)系數(shù)的測(cè)量

2.1 測(cè)量?jī)x器

Nikon Miro M110高速攝影儀、筆記本電腦、鋼板尺、有機(jī)玻璃、鐵板、鋁合金板。

2.2 測(cè)量步驟

搭建好實(shí)驗(yàn)設(shè)備使高速攝像儀與電腦相連接如上圖4所示，調(diào)整高速攝像的焦距使高速攝像所拍到的影像在電腦顯示器上清楚的呈現(xiàn)出來(lái)，使水稻種子按20cm、35cm的高度自由下落與碰撞材料接觸后彈起，通過(guò)高速攝像儀所拍到的影像測(cè)量水稻種子彈起的高度。

碰撞試驗(yàn)中，水稻種子做自由落體運(yùn)動(dòng)初始速度為零，故，式中，H為水稻的跌落高度，水稻種子彈起時(shí)速度方向可分解為水平方向和豎直方向，水平方向?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)，豎直方向上為加速度為g的勻減速水平方向上的速度，豎直方向、，h為水稻種子碰撞后彈起的最大高度，s為t時(shí)間時(shí)水平方向上移動(dòng)的距離，由實(shí)驗(yàn)中獲得[3]。

3 結(jié)論

對(duì)于不同的碰撞材料而言，鋁合金的碰撞恢復(fù)系數(shù)最大，鐵塊的碰撞恢復(fù)系數(shù)次之，有機(jī)玻璃的碰撞恢復(fù)系數(shù)最小。

碰撞系數(shù)隨下落高度增加而減小。

4 總結(jié)

旱稻502的密度為0.477g/mL。

碰撞材料不同碰撞恢復(fù)系數(shù)不同，鋁合金大于鐵板大于有機(jī)玻璃，隨著由于變形量和空氣阻力的影響，高度越高碰撞恢復(fù)系數(shù)越小。

參考文獻(xiàn)

[1]金梅，夏春華，吳崇友，等.水稻直播機(jī)排種器研巧現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化，2010（5）：39-42.

[2]趙英霞.基于食品安全的農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈模式研充[J].中國(guó)市場(chǎng)，2012（36）：44-45

[3]李政權(quán).基于離散元法的小麥排種器的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2009（6）.

作者簡(jiǎn)介：何齊勝（1994-），男，漢族，安徽亳州人，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)在校研究生，研究方向：仿真設(shè)計(jì)。endprint