杨 摄， 郑明军， 吴文江， 赵晨磊

(1 石家庄铁道大学 机械工程学院，河北 石家庄 050043;2 石家庄铁道大学 教务处，河北 石家庄 050043)

0 引言

在研究风沙地区农业机械以及除沙机械等相关设备前，沙土的力学特性及沙土与机械之间相互作用参数的准确性将直接影响机械优化及仿真结果，不同的土壤类型有不同的力学特性。由于风沙地区沙粒物理特性参数的缺失，因而无法建立针对风沙地区沙粒的土壤模型。沙粒同机械及沙粒同橡胶传送带仿真的过程中，参数尚无法确定，常出现与试验结果较大的出入。应用试验及离散元方法研究风沙地区沙粒的物理特性，可以为风沙地区农业机械及除沙机械设计研究奠定基础。目前国内外针对风沙地区沙粒物理参数特性的研究较少。张锐等[1]认为沙土颗粒的形状将会对物理特性参数有很大影响，王宪良等[2]利用砂壤土建立了相关土壤模型。

目前颗粒的物理特性参数，主要是通过试验直接获取以及虚拟参数标定，单一的试验没有考虑到几种参数相互作用时对试验结果的影响[3-9]。沙粒直径较小，不易直接获得颗粒间静摩擦系数、滚动摩擦系数以及恢复系数，目前国内学者主要采用的方法为测量实际堆积角值，采用离散元仿真以及试验数据处理，建立拟合曲线，反推得到[10-18]。

在现有的相关研究基础上，提出一个系统标定沙粒参数的方法。通过大量试验对风沙地区沙粒物理特性参数进行标定，如堆积密度、沙粒直径、质量分数、含水率、空隙率以及堆积角。……