李海同，吴崇友，沐森林，关卓怀，江 涛

基于ANSYS-ADAMS的立式油菜割晒机铺放角形成机理

李海同，吴崇友※，沐森林，关卓怀，江 涛

（农业农村部南京农业机械化研究所，南京 210004）

为提高油菜割晒作业性能，研究油菜植株参数和割晒机参数对铺放角的影响规律，该研究利用ANSYS软件和ProE软件分别建立油菜植株的柔性体和割晒机模型，在ADAMS软件中建立割晒机-油菜植株刚柔耦合模型，开展油菜植株铺放过程单因素与多因素仿真试验。单因素试验结果表明：油菜植株高度在1.2～1.6 m范围内，铺放角先减小后增加且在植株高度为1.4 m时取得最小值；油菜植株质量密度在438～588 kg/m3范围内，铺放角先增加后减小且在质量密度为538 kg/m3处取得最大值；植株与植株的摩擦系数在0.1～0.5范围内，摩系数越大铺放角越小。多因素响应面试验结果表明：输送链与前进速度的速比、前进速度、割茬高度、输送链速度与前进速度的速比及前进速度与割茬高度的交互作用对铺放角的影响极显著（<0.01），显著性顺序从大到小为输送链速度与前进速度的速比、前进速度、割茬高度；根据多因素试验结果建立铺放角的三元二次回归方程模型，并建立响应面分析多因素交互作用对铺放角的影响规律；建立目标优化方程组，确定割晒机最优作业参数组合为前进速度0.6 m/s，速比1.37，割茬高度0.42 m。田间试验结果表明，优化作业参数条件下，铺放角预测值与实测值的相对误差小于6%；与对照相比，铺放角由134.9°下降为115.8°，角度差由11.2°下降为9.6°，根差由0.22 m下降为0.14 m，割晒损失率由2.2%下降为1.5%，割晒机作业性能提高。研究结果可为油菜割晒作业的适宜条件确定和割晒机作业参数优化提供依据。

农业机械；收获；油菜；铺放角；刚柔耦合模型；响应面分析；优化

0 引 言

油菜机械化收获主要有分段收获和联合收获2种方式[1-3]，分段收获采用先割晒铺放，再捡拾脱粒的作业流程，可充分利用油菜的后熟特性，既保证了脱粒前籽粒成熟度一致，又实现了油菜籽充分完熟，保障了菜油的品质[4-7]，具有收获期长、对油菜的成熟度及其一致性和株型等不敏感、收获损失率小等特点[8-10]。铺放角是评价油菜割晒铺放质量的重要指标之一，可反映割晒机的作业性能，研究割晒参数对铺放角的影响规律可为割晒机设计与优化提供依据。……