基于离散元的胡萝卜机械拔取动态行为研究

植物根系与土壤之间的力学作用规律是根菜类作物收获机械设计的基础,为分析机械拔取过程中胡萝卜与土壤交互作用机理,采用自主研发蔬菜拔取测试系统进行田间试验,基于离散元理论建立胡萝卜拔取过程的土壤—胡萝卜模型,分析拔取对土壤的扰动作用,讨论机械拔取主要工作参数对胡萝卜机械拔取力的影响。结果表明:胡萝卜机械拔取力最大值出现在拔取过程初期,胡萝卜机械拔取对周围土壤的扰动区呈上大下小的倒圆锥形,扰动区域越大,拔取力越大。拔取力加载速度、拔取力倾斜角度越大,拔取力越大。拔取力沿胡萝卜生长方向时,拔取力最小,拔取力倾斜角度在6°以上时,拔取力随拔取倾斜角度的增大而快速上升。采用离散元法从拔取力及土壤的细观演变动态行为角度认识胡萝卜的机械拔取过程,分析胡萝卜与土壤分离过程的交互作用机理,为拔取式胡萝卜联合收获机械的研制提供理论依据。