Modelling and simulation of the straw-grain separation process based on a discrete element model with flexible hollow cylindrical bonds

Mao, Hanping; Wang, Qirui; Li, Qinglin

doi:10.1016/j.compag.2020.105229

Cited by 21 publications

(6 citation statements)

References 35 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…However, crop-machine interaction needs to be examined for proper material handling in the harvester to increase operational efficiency. It is thus suggested that the dynamic behavior of crop materials and their interaction with harvesting machine components can be simulated using DEM [106][107][108][109][110][111][112]. Several researchers have reported significant results of DEM modeling of grain crops (Figure 8a), root crops (Figure 8b), and other plant materials including stalks (Figure 8c) and leaves (Figure 8d) interacting with machines.…”

Section: Harvestingmentioning

confidence: 99%

Modeling Soil–Plant–Machine Dynamics Using Discrete Element Method: A Review

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

The study of soil–plant–machine interaction (SPMI) examines the system dynamics at the interface of soil, machine, and plant materials, primarily consisting of soil–machine, soil–plant, and plant–machine interactions. A thorough understanding of the mechanisms and behaviors of SPMI systems is of paramount importance to optimal design and operation of high-performance agricultural machinery. The discrete element method (DEM) is a promising numerical method that can simulate dynamic behaviors of particle systems at micro levels of individual particles and at macro levels of bulk material. This paper presents a comprehensive review of the fundamental studies and applications of DEM in SPMI systems, which is of general interest to machinery systems and computational methods communities. Important concepts of DEM including working principles, calibration methods, and implementation are introduced first to help readers gain a basic understanding of the emerging numerical method. The fundamental aspects of DEM modeling including the study of contact model and model parameters are surveyed. An extensive review of the applications of DEM in tillage, seeding, planting, fertilizing, and harvesting operations is presented. Relevant methodologies used and major findings of the literature review are synthesized to serve as references for similar research. The future scope of coupling DEM with other computational methods and virtual rapid prototyping and their applications in agriculture is narrated. Finally, challenges such as computational efficiency and uncertainty in modeling are highlighted. We conclude that DEM is an effective method for simulating soil and plant dynamics in SPMI systems related to the field of agriculture and food production. However, there are still some aspects that need to be examined in the future.

show abstract

Section: Harvestingmentioning

confidence: 99%

Modeling Soil–Plant–Machine Dynamics Using Discrete Element Method: A Review

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Переважна більшість наукових досліджень процесу сепарування зернових мас та різних сипких матеріалів присвячена моделюванню цього процесу та визначенню раціональних режимів роботи і параметрів сепараторів, за яких буде забезпечена ефективна робота сепаратора [15][16][17][18][19][20][21][22][23][24][25][26][27][28][29][30][31]. Також у наукових працях представлені результати визначення впливу фізико-механічних властивостей сипких матеріалів на процес сепарування [32].…”

Section: стан питання та постановка проблемиunclassified

Моделювання Руху Конструктивних Елементів Зернового Сепаратора Ножичного Типу

Ольховський¹,

Дударєв²

2021

ACM

View full text Add to dashboard Cite

Очищення зерна від сміттєвих (незернових) і зернових домішок із одночасним сортуванням є обов’язковою технологічною операцією, яка проводиться після його збирання, а також під час зберігання та перероблення. Для сепарування зернової маси використовують сепаратори різних конструкцій, але найбільш поширеними є сепаратори з плоскими та циліндричними решетами. Сепаратори із плоскими решетами мають перевагу, оскільки під час сепарування уся поверхня таких решіт використовується. Разом із тим, одним із недоліків таких решіт є великі габаритні розміри. Тому пошук конструктивних рішень компактного розташування плоских решіт в сепараторі є актуальним завданням. Серед таких конструкцій із компактним розташуванням решіт можна виокремити сепаратори ножичного типу, в яких решета розташовані на сепарувальних секціях-важелях, що з’єднані навхрест. Для забезпечення постійного розшаровування зернової маси на решетах такого сепаратора, що інтенсифікує сепарування, а також для ефективного очищення отворів решіт від забивання за допомогою гумових кульок, необхідно забезпечити коливання решіт вздовж вертикалі. Моделювання коливального руху конструктивних елементів зернового сепаратора ножичного типу із використанням основних положень теоретичної механіки дозволило встановити закони руху повзунка та рухомої рами сепаратора. Отримані залежності дозволяють розрахувати та обрати раціональні параметри і режими роботи механізму приводу сепаратора ножичного типу.

show abstract

“…The grain entrainment loss refers to the free grain discharged together with the entrained stalks coming out of the straw outlet, which is one of the key specifications of the operation performance of the thresher device [25]. The comparison in terms of grain-entrainment loss rate under different forward speeds (feed rate) and threshing gaps with both adjustment methods is shown in Figure 8.…”

Section: Grain-entrainment Loss Ratementioning

confidence: 99%

Variable-Diameter Drum with Concentric Threshing Gap and Performance Comparison Experiment

Liang

et al. 2020

Applied Sciences

View full text Add to dashboard Cite

The threshing gap of the thresher device for rice combine harvester has to be adjusted in real time based on different feed rates to ensure the operation efficiency in the harvesting process. However, adjusting the threshing gap by changing the position of concave grid may result in unevenness of threshing gap of the thresher device and further impact on the fluidity of material in the thresher device; in addition, it is also unavailable to adjust the threshing gap by changing the drum diameter when the rice combine harvester is in operation. In view of the above and based on axial flow threshing drum, the design of a variable-diameter threshing drum available for overall and rapid drum diameter adjustment and the research on diameter adjustment device as well as electronic control self-locking device were introduced in this study. Besides, stress analysis was implemented to the diameter adjustment device to ensure the stability of the variable-diameter threshing drum. Field experiment was implemented to identify the difference between the impacts brought to the threshing performance (grain-entrainment loss rate, damage rate, threshing efficiency, and threshing power consumption) by both methods for threshing gap adjustment. The experiment result shows that the drum adjustment method with variable-diameter drum features higher grain-entrainment loss rate, threshing efficiency, and threshing power consumption, yet stable in terms of consumption fluctuation, but a lower damage rate than their counterparts with concave adjustment method.

show abstract

Modelling and simulation of the straw-grain separation process based on a discrete element model with flexible hollow cylindrical bonds

Cited by 21 publications

References 35 publications

Modeling Soil–Plant–Machine Dynamics Using Discrete Element Method: A Review

Modeling Soil–Plant–Machine Dynamics Using Discrete Element Method: A Review

Моделювання Руху Конструктивних Елементів Зернового Сепаратора Ножичного Типу

Variable-Diameter Drum with Concentric Threshing Gap and Performance Comparison Experiment

Contact Info

Product

Resources

About