水稻密度碰撞恢复系数测量

摘 要：利用离散元软件Edem仿真水稻排种器工作过程中水稻种子在排种器中的运动状态时，需测量水稻的密度、碰撞恢复系数，用于建立种子颗粒模型加以仿真，描绘出其工作过程中的状态，为水稻在排种器中的运动状态提供参考。本文选取水稻品种为旱稻502。

关键词：密度；碰撞恢复系数

中图分类号：S223 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20171032032

引言

水稻是我国重要的粮食作物，是粮食生产加工和大众消费中的主要粮食作物，因此水稻的产量是我国粮食安全的保障，国家必须继续加大力度发展扩大生产水稻才可保障粮食安全生产[1]。我国有65%左右的人口以食水稻为主，可见水稻在我国的粮食安全中有着重要战略地位[2]。但对于水稻种植方式中运用排种器的比重不高，本文用仿真软件Edem仿真排种器工作时种子在排种器中的运动状态，所测的水稻的密度、碰撞恢复都是Edem仿真时所需要的，为更加真实准确的模仿水稻种子在排种器中的运动状态提供基础。

1 密度的测量

1.1 测量仪器

电子天平、量筒。

1.2 测量步骤

取水稻种子分成10组分别标记，将电子天平放在水平桌面上，测量每一组的质量并记录。把2桶放在水平桌面上，注入100mL，然后将之前称重后的种子逐组侵入量筒中，测其体积的变化量。通过公式：

（1）

1.3 试验结果分析

旱稻502的密度为0.477g/mL。

2 碰撞恢复系数的测量

2.1 测量仪器

Nikon Miro M110高速摄影仪、笔记本电脑、钢板尺、有机玻璃、铁板、铝合金板。

2.2 测量步骤

搭建好实验设备使高速摄像仪与电脑相连接如上图4所示，调整高速摄像的焦距使高速摄像所拍到的影像在电脑显示器上清楚的呈现出来，使水稻种子按20cm、35cm的高度自由下落与碰撞材料接触后弹起，通过高速摄像仪所拍到的影像测量水稻种子弹起的高度。

碰撞试验中，水稻种子做自由落体运动初始速度为零，故，式中，H为水稻的跌落高度，水稻种子弹起时速度方向可分解为水平方向和竖直方向，水平方向为匀速运动，竖直方向上为加速度为g的匀减速水平方向上的速度，竖直方向、，h为水稻种子碰撞后弹起的最大高度，s为t时间时水平方向上移动的距离，由实验中获得[3]。

3 结论

对于不同的碰撞材料而言，铝合金的碰撞恢复系数最大，铁块的碰撞恢复系数次之，有机玻璃的碰撞恢复系数最小。

碰撞系数随下落高度增加而减小。

4 总结

旱稻502的密度为0.477g/mL。

碰撞材料不同碰撞恢复系数不同，铝合金大于铁板大于有机玻璃，随着由于变形量和空气阻力的影响，高度越高碰撞恢复系数越小。

参考文献

[1]金梅，夏春华，吴崇友，等.水稻直播机排种器研巧现状及发展趋势[J].中国农机化，2010（5）：39-42.

[2]赵英霞.基于食品安全的农业全产业链模式研充[J].中国市场，2012（36）：44-45

[3]李政權.基于离散元法的小麦排种器的数字化设计方法研究[D].长春：吉林大学，2009（6）.

作者简介：何齐胜（1994-），男，汉族，安徽亳州人，吉林农业大学在校研究生，研究方向：仿真设计。endprint