刘月广，赵建国，齐浩凯，马志凯，李 浩，郝建军

（河北农业大学 机电工程学院，河北 保定 071001）

麻山药是最早被认识和使用的中药材之一，有益脾、肺、肾的功效，主产地为河南、河北、山东、江苏、湖北等地［1］。平均直径为35 mm 左右，生长深度达0.8 ～1.2 m，平均含水量在80 % 左右，极限弯曲强度为4.7×105Pa，极限抗剪强度为1.4×105Pa［2］。麻山药物理特性脆，收获过程中极易折断，收获难度大。目前国内麻山药收获方式主要为机械开沟结合人工挖掘的半人工收获方式为主。该方式收获效率低、损伤率高，尤其在黏质土壤中，麻山药易折断现象更为严重，极大影响了麻山药收获后的品质及种植户的收益［3-4］。

麻山药采用深沟高畦种植，种植之前需深翻土壤（深度达1.5 m），破坏其犁底层和黏土层、改良其心土层和底土层性状［5］。麻山药与土壤固结部分主要为心土层和底土层，其生长环境土壤含水量高、黏性大，致使麻山药根-土结合机理比传统的农耕作物更为复杂，为麻山药机械化收获带来了困难［6］。因此，研究其生长过程中土壤状态和根土固结机理对根茎类作物的收获具有深远意义［7］。

为了研究不同的土壤特性，许多学者通过EDEM 软件中不同的接触模型来建立土壤模型［8-9］。杭程光等［10］采用Hertz-Mindlin（No slip），表征土壤的弹性变形以及流动性，分析了深松铲对土壤的扰动情况。Mustafa Ucgul 等［11］采用延迟弹性模型Hysteretic Spring Contact Model (HSCM) 模型，表征土壤的弹性和黏聚性，对所建立土壤模型进行直剪试验，得到不同垂直压力下土壤剪力线性增加的结果，证明该模型符合库仑定律，并且用该模型很好地模拟了土壤中的耕作力。……