复杂甘蔗茎段离散元建模与接触参数标定方法研究

为提高预切种式甘蔗排种装置的离散元仿真精度，来自国内的研究团队采用3D扫描逆向建模技术，构建了包含蔗芽(bud)、节(node)、髓芯(core)和节间皮(skin)的复杂茎段三维模型，并建立了其离散元仿真模型。通过休止角试验、正交试验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验方法，标定了9组碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数参数，仿真与物理试验误差仅0.62%，为作物茎秆建模提供了新方法。

　　

这项研究如同给甘蔗茎段制作"数字身份证"，通过3D扫描逆向建模技术精准捕捉了蔗芽(bud)、节(node)、髓芯(core)和节间皮(skin)的复杂结构特征。科研团队像侦探般采用休止角试验(angle of repose test)结合正交试验(orthogonal test)、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验(steepest ascent test)和Box-Behnken试验等多重验证手段，成功破译了茎段各组分间的"接触密码"——9组碰撞恢复系数(0.3391-0.1564)、静摩擦系数(0.0989-0.7696)和滚动摩擦系数(0.0321-0.1788)。仿真结果与物理试验的误差仅0.62%，堪比"毫米级复刻"，为农业机械优化提供了高精度的"数字沙盘"。这项研究不仅为甘蔗排种装置设计装上"仿真引擎"，更开创了复杂作物茎秆建模的新范式。