清选装置作为稻麦联合收获机的重要组成部分,不仅直接反映其工作性能,也影响其作业效率,因此清选装置的设计和优化一直是研究热点。传统方法存在设计效率低、设计周期长等不足,智能化设计方法使高效、高质量、多样化、定制化设计成为可能,而关键零部件模型库的建立和虚拟仿真是智能化设计过程中的重要环节。本文针对目前清选装置关键零部件模型库缺乏、虚拟仿真结果不能直接用于设计依据的问题,设计并开发了关键零部件模型库,测定了作业对象的相关物理参数,进行了作业过程的虚拟仿真和试验验证,并将模型库与仿真相结合实现智能化设计系统给定工况下的部件参数的优化。本文主要研究内容分为以下几个部分:(1)清选装置关键零部件参数化模型库建立。广泛查阅国内外文献资料、设计手册、产品图纸等技术资料,确定清选装置关键零部件结构特征,使用Visual Studio 2012编程软件结合C++以及KF(知识融合)两种开发语言对NX软件进行了二次开发,通过提取清选装置零部件设计所需相关参数,在NX软件中建立智能化设计系统的清选装置参数化模型库,包括鱼鳞筛、风机、抖动板、网眼筛等。(2)作业对象物理参数实验研究。分析清选作业过程仿真中需要设定的物理参数,以经脱粒装置脱粒的水稻脱出物为对象,分别对各组成成分的几何尺寸、悬浮速度,水稻籽粒的休止角、密度、恢复系数进行测量。(3)清选装置-物料相互作用仿真与试验验证。以籽粒、短茎秆、长茎秆3种为对象,通过离散元和计算流体动力耦合的方法对含杂率和损失率进行数值模拟,采用欧拉模型进行气固两相流耦合仿真。并设计搭建了清选试验台,通过台架试验对仿真结果进行了验证,大部分实验数据的相对误差在4%到10%之间,实验结果与基于流固耦合仿真的结果吻合。(4)智能化设计系统中的模型、仿真和优化。根据设计要求在现有的清选装置智能化设计模块生成清选装置的相关设计参数,模型库通过调用这些参数,生成相关模型实例,借助清选仿真系统进行仿真试验和优化设计,最后将优化后的模型导入实例库。