清选是玉米收获的重要组成部分,清选中不可避免的产生玉米籽粒碰撞,引起玉米籽粒的损失。本课题组早期研究了玉米籽粒和壁面碰撞及玉米籽粒间的碰撞,但是主要对玉米籽粒碰撞后的宏观特性(玉米籽粒运动),对玉米籽粒碰撞中微观特性(受力和能量变化)研究较少,对玉米籽粒碰撞机理还不够明晰。因玉米籽粒间碰撞广泛存在于玉米清选过程中,且玉米籽粒间碰撞宏观特性往往受到玉米籽粒间碰撞微观特性的影响,因此对玉米籽粒间碰撞特性研究和对玉米籽粒间碰撞微观特性对碰撞宏观特性影响机理的明晰,对清选过程中籽粒清选效果的提高有着重要意义,由于矩形玉米籽粒占玉米籽粒总数量比例高达90%以上,并且与球形玉米籽粒相比矩形玉米籽粒间碰撞特性更为复杂,因此选择矩形玉米籽粒对玉米籽粒间的碰撞特性进行研究。具体研究内容和结论如下:(1)为确定玉米籽粒间能量碰撞恢复系数,对颗粒间能量碰撞恢复系数计算模型进行了建立;基于离散元仿真技术对玉米籽粒间碰撞进行了模拟,将碰撞时期分为四个阶段,分析了碰撞过程中玉米籽粒所受接触力和玉米籽粒能量转化,并对碰撞后玉米籽粒的宏观运动进行了研究。(2)基于试验和仿真相结合的方法确定了不同入射角度和入射速度下玉米籽粒间能量碰撞恢复系数;将能量碰撞恢复系数与运动学碰撞恢复系数对于玉米籽粒间碰撞的适用性进行了比较,比较于动力学碰撞恢复系数,能量碰撞恢复系数有着较好的适用性。(3)基于所获得的颗粒间能量恢复系数模拟了玉米籽粒间碰撞,因颗粒碰撞微观特性影响颗粒碰撞宏观特性,故首先探讨了玉米籽粒的不同碰撞条件对于玉米籽粒间碰撞微观特性的影响规律。研究了玉米籽粒在不同入射角度和入射速度下玉米籽粒的形变与玉米籽粒的接触力变化。结果表明玉米籽粒法向形变压缩和恢复与玉米籽粒相对运动相互接近和相互分离具有一致性,切向形变恢复时刻点早于分离时刻点,不同入射角度和入射速度下接触力变化趋势具有相似性;玉米籽粒所受法向接触力的最大值随入射角度增加而减小,随入射速度增加而增大;玉米籽粒切向接触力最大值随着入射角度和入射速度的变化规律并不显著。(4)对比了同等碰撞条件下碰撞玉米籽粒动能,探究了碰撞前后玉米籽粒的能量变化,在此基础上探究了入射角度和入射速度对玉米籽粒各分量动能和能量碰撞恢复系数的影响。结果表明碰撞玉米籽粒各方向动能间的大小对应大致相同,碰撞后玉米籽粒X方向平动动能减小,玉米籽粒Z方向平动动能碰撞前后大致相同,玉米籽粒产生较大的Y、Z方向旋转动能和较小的Y方向平动动能和X方向旋转动能;入射角度和入射速度对玉米籽粒的能量变化和能量碰撞恢复系数有着较为明显的影响。(5)基于仿真结果对玉米籽粒碰撞宏观特性进行研究,探究了入射角度和入射速度对玉米籽粒碰撞后的平动运动、旋转运动与反弹运动的影响。结果表明玉米籽粒的入射角度与入射速度对于碰撞后玉米籽粒的X和Y方向平动运动有着较为明显的影响,对Z方向平动运动的影响较小;玉米籽粒的入射角度与入射速度对于碰撞后玉米籽粒的Y和Z方向旋转运动有着较为明显的影响,对X方向旋转运动的影响较小;玉米籽粒的入射角度对于玉米籽粒碰撞角、反弹角和角度对回复率有较为明显的影响,玉米籽粒的入射速度对于玉米籽粒碰撞碰撞角、反弹角和角度回复率的影响较小。本研究的结果有利于对于玉米籽粒间碰撞机理的了解,对玉米清选装置部件设计和改进,对于不规则形状颗粒物料能量碰撞恢复系数的获得具有一定的参考意义,为玉米籽粒的离散元仿真提供基础依据。