甘蔗机械化收获杂质去除模型研究：为设备优化提供关键参考

《Sugar Tech》：Simulation and Experimental Validation of Modeling for Sugarcane Flexible Flake Materials

针对甘蔗机收杂质模拟难题，研究建立相关模型，经实验验证可靠，助力后续研究。

　　在甘蔗机械化收获过程中，去除杂质是重要环节。甘蔗机收过程中的主要杂质（甘蔗叶）属于柔性片状材料。目前，对其结构模拟的研究较少，且缺乏精确的模拟模型参数，这导致在设备设计中，模拟效果与实际操作存在较大差异，在一定程度上限制了杂质去除装置的设计研究。在该研究中，以甘蔗材料为试验材料开展模拟与分析研究。通过物理试验确定甘蔗材料的内在参数后，利用 EDEM 软件建立分段柔性体模型来校准甘蔗材料的参数。采用堆积角实验和弯曲试验方法获取其模拟模型参数，并构建了坯料 - 叶 - 扇耦合系统模型。通过杂质率、风机流量、甘蔗叶运动轨迹和平均速度对模型的可靠性进行验证。实验验证表明，在三种风机转速（1050 r/min、1350 r/min、1650 r/min）下的模拟结果与测量结果对比：杂质率、风机流量和甘蔗叶平均速度测试的平均误差分别为 3.01%、3.18% 和 4.21%；甘蔗叶运动轨迹主要从风机出口的中部和中上部喷出，与试验轨迹一致。模拟结果具有较高的准确性，证明该模型较为可靠。该模型在理论上解决了甘蔗和杂质尺寸较大与 CFD-DEM 耦合中网格尺寸不小于颗粒尺寸要求之间的矛盾，为未来收割机杂质去除装置的耦合模拟和运行机制研究提供了参考。