《表1 土壤颗粒粘结参数：人字型水旱两用旋埋刀辊设计与试验》

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《人字型水旱两用旋埋刀辊设计与试验》

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长江中下游稻作区土壤为粘性质地，土壤之间粘结性强，含水率大，宜选用EDEM软件中HertzMindlin with Bonding模型作为土壤颗粒间的接触模型，该模型以土壤颗粒间设置粘结键的方式表征湿粘土壤的团聚行为[18]。粘结键可以承受和传递一定的力与力矩，共有5个接触参数描述该键的粘结特性，其中法向刚度与切向刚度用来计算粘结键所受的载荷；法向临界应力与切向临界应力用来计算粘结键断裂所需要的载荷；粘结半径表示颗粒间产生粘结键所需要的距离。为了简化模型，使切向参数与法向参数在数值上相等[14，19]，同时认为土壤之间的粘结源于土粒间的液桥，所以可用粘结半径衡量土壤含水率[20]。模拟土壤时，粘结刚度的数量级为107～108N/m3，临界应力数量级为104～105Pa[19，21]，水旱轮作多熟制稻作区土壤干湿交替，含水率常年在25%～45%之间，且土壤破坏所需的外力随含水率增大而减小，考虑到本研究的适用范围，选择高、中、低3个水平模拟土壤所处的3个湿度状态，分别开展3种刀辊的仿真试验，选用的接触模型参数如表1所示。其中颗粒形状采用最常用的圆球模型，半径设置为8 mm；土壤颗粒的本征参数密度、剪切模量、泊松比是材料自身固有的特性参数，依次为[18]1 208 kg/m3、6×107Pa、0.38；材料基本接触参数为各材料之间的碰撞恢复系数、滚动摩擦因数和静摩擦因数，分别设置为[22]0.2、0.3、0.4（土壤-土壤）和0.3、0.05、0.5（土壤-45号钢）。