丘陵山区油菜捡拾割台减损机理的DEM-MBD耦合分析与试验研究

本文创新性地应用DEM-MBD（离散元-多体动力学）耦合技术，通过EDEM-RecurDyn联合仿真建立了油菜植株柔性离散元模型，系统解析了捡拾速度、弹齿辊转速与螺旋输送器转速等关键参数对落粒损失的影响机制。研究采用NSGA-III算法优化获得最佳参数组合（前进速度600.5 mm/s，弹齿辊转速101.5 r/min，螺旋输送器转速162.6 r/min），使漏捡损失率降至2.44%，飞溅损失率3.92%，较传统收割机减损44.84%，为山地农业低损收获装备设计提供了新理论框架。

　　

Highlight亮点
传统油菜捡拾割台损失研究多聚焦关键部件结构优化或单一仿真技术，缺乏对作物-机器互作机制的系统解析。本研究首次应用DEM-MBD耦合技术，通过离散元法(EDEM)与多体动力学(RecurDyn)联合仿真，构建了刚性-柔性耦合作用模型，开创性地揭示了山地环境下油菜植株与割台的动态互作机理。

Discussion讨论
研究表明：1）前进速度与弹齿辊转速的匹配度直接影响植株喂入流畅性；2）螺旋输送器转速是控制飞溅损失的关键因子；3）基于Bonding V2模型建立的植株柔性离散元能准确模拟角果破碎过程。该耦合模型为复杂地形下的低损收获提供了量化分析工具，其参数优化框架可推广至其他易损作物收获场景。

Conclusion结论
通过DEM-MBD耦合仿真与田间验证，本研究：1）建立了包含主茎(L₁)、次生茎(L₂)、分枝(F)和角果(J)的油菜植株高精度模型；2）确定最优参数组合使总损失率从7.82%降至6.73%；3）提出的"运动参数-植株响应-损失形成"关联模型，为山地农业装备适应性优化提供了新范式。