水稻籽粒碰撞力学特性研究

根据水稻籽粒的物理特性建立了椭球体颗粒模型，采用离散元法模拟了籽粒与检测传感器碰撞力学过程。结果表明：对心碰撞时的峰值法向接触力Fnmax随着曲率半径的增加而增大，偏心碰撞时籽粒将发生转动，Fnmax随着法向重叠量的减小而减小；Fnmax的差异随着粒径比γ的增加而增大，当γ＝3时峰值力比率η的最小值小于45%。斜碰撞时η的变化呈现出不对称特性，且η的变化范围也随之增大，当γ＝3时η的最小值约为30%，接触力上升时间tr为14~26μs。采用PVDF压电薄膜作为敏感元件设计了检测传感器，并进行了水稻籽粒冲击力学试验。结果表明，在相同碰撞速度下，输出电压峰值在2~4V范围内波动，接触力上升时间tr为15~35μs。