基於離散元法的玉米脫粒機最佳化設計新方法研究

《基於離散元法的玉米脫粒機最佳化設計新方法研究》是依託吉林大學，由於建群擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於離散元法的玉米脫粒機最佳化設計新方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：於建群
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

我國年產玉米近一億五千萬噸，由於地理和氣候等原因，大部分是收穫晾曬後，再進行脫粒操作，因此脫粒機的使用非常廣泛。但目 前國內外玉米脫粒機的設計和研發，大都採用經驗或試驗方法，遠未達到最佳化設計的目的。本項目採用離散元法研究玉米的脫粒過程，研究由脫粒機的三維CAD模型建立其三維離散元法分析模型的方法，研究基於顆粒聚合體的玉米穗三維建模方法，研究玉米芯與玉米籽粒之間連線的力學模型和連線斷裂的準則等，在此基礎上自主研製出分析玉米脫粒過程的三維離散元法軟體並實現與三維CAD軟體集成，從而構建一種集設計和性能分析評價為一體的集成軟體。採用該集成軟體，通過改變脫粒機的CAD模型、玉米穗的分析模型、連線的力學模型和參數，能對不同原理、不同結構和尺寸的玉米脫粒機進行性能分析和評價，由此實現玉米脫粒機結構方案和尺寸參數的最佳化，為玉米脫粒機的研究和最佳化設計建立一種新方法，也為其它農作物脫粒過程研究提供參考。

結題摘要

我國年產玉米二億噸，由於地理和氣候等原因，大部分是收穫晾曬後，再進行脫粒操作，因此玉米脫粒機的使用非常廣泛。但目 前國內外玉米脫粒機的設計和研發，大都採用經驗或試驗方法，遠未達到最佳化設計的目標。本項目首次採用離散元法研究玉米的脫粒過程，研究並建立了由脫粒機的三維CAD模型建立其三維離散元法分析模型的方法，提出並建立了基於顆粒聚合體的玉米果穗三維建模方法，提出並建立了玉米芯與玉米籽粒之間連線的力學模型和連線的斷裂準則，研究並建立了玉米脫粒過程的分析計算方法等，在此基礎上研製出具有自主智慧財產權的玉米脫粒過程分析軟體並實現與CAD軟體集成，從而構建一種集設計和性能分析評價為一體的集成軟體，還通過測試驗證了該軟體的可行性和有效性。採用該集成軟體，通過改變脫粒機的CAD模型、玉米果穗的分析模型、連線的力學模型和參數，能對不同原理、不同結構和尺寸的玉米脫粒機進行性能分析和評價，由此實現玉米脫粒機結構方案和尺寸參數的最佳化，為玉米脫粒機的研究和最佳化設計建立了一種新方法，也為其它農作物脫粒過程研究提供參考。