刘坤宇，苏宏杰，李飞宇，焦巍

(1. 中国农业科学院草原研究所/农业农村部草原畜牧业装备科学观测实验站，呼和浩特市，010010；2. 内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特市，010010)

0 引言

离散元方法是分析和求解一些复杂的离散系统的动力学问题所提出的一种数值计算方法[1]，1971年由Peter Cundall首次提出[2]，并应用于岩土力学。土壤作为一种典型的离散系统，在农业机械耕作中与土壤接触时，土壤—机械相互作用模型的建立非常困难。而在离散元中，可以将土壤看作为由大量离散的独立运动颗粒组成的整体。离散元法能够从微观的角度出发，在研究农业机械对土壤的扰动量，土壤对农业机械的作用力等研究时能够更加精确，可以直观的反应每个颗粒所受的力的大小、位移等[3-5]。

现如今离散元法在农业机械中的应用越来越广泛，李博，王燕[6-7]采用离散元方法，对深松铲进行仿真，分析深松铲在耕作中所受的阻力以及松土效果等研究，但在仿真分析过程中土壤的力学参数对仿真试验结果影响较大。

为解决仿真土壤力学参数对仿真结果的影响[8-11]，针对内蒙古呼和浩特地区沙壤土进行土壤标定。采用Hertz-Mindlin with JKR接触模型，以真实的土壤直剪切试验，堆积试验来获取土壤的泊松比，以及堆积角。以堆积角为响应值，基于响应面优化，标定了土壤离散元的参数。

采用实测试验与离散元仿真模拟相结合的方法，对研究土壤与农机具接触部件的影响有着至关重要的意义，如深松机，移栽机，旋耕机等农业装备，在微观角度可以更直接的分析土壤与农机具相互作用的运动规律。……