农业机械工作时，大量存在着散粒农业物料的流动过程。如播种机播种时，始终存在着种子、肥料、土壤的流动；耕翻农田时，始终存在着土壤的流动；农产品收获、输送、分级、加工和包装等，也始终存在相关散粒物料的流动。散粒农业物料的流动除与本身力学性质有关外，还与相关农业机械特别是其工作部件的结构形式、性能参数有关。一个好的农业机械设计，可以使散粒农业物料按预想的程式运动，减少运动过程中不必要的损伤，节省动力消耗等。此时必需考虑农业机械工作部件与散粒物料的相互作用及其动力学问题。散粒物料的性质介于固体与流体之间，虽然颗粒结构简单，却具有复杂的力学特性。采用连续介质力学方法，只能把散粒群体作为一个整体来考虑，无法分析散粒群体中每个颗粒的运动过程、相互作用及其对整体运动的影响，因而不能很好地解决该问题。目前进行有关农业机械设计时，只能依靠经验或实验方法，既费时费力又得不到理想的设计效果。采用离散单元法研究散粒农业物料与相关农业机械工作部件之间的相互作用和散粒农业物料的流动过程，可以分析评价相关农业机械工作部件的工作性能。如果把参数化设计CAD软件与离散单元法性能分析评价软件集成，则可望建立一种集设计与性能分析评价于一体的相关农业机械工作部件（与散粒农业物料相互接触作用的）的通用数字化设计方法和集成分析设计软件。本文以播种机的工作部件——精密排种器和散粒农业物料大豆种子为研究对象，对上述通用数字化设计方法及其实现的关键技术进行了深入研究，建立了模拟大豆种子的二维圆形离散元法的计算模型，提出由农机工作部件的CAD模型建立其离散元法分析模型的思想，在对AutoCAD进行二次开发的基础上实现了由排种器的CAD模型生成其离散元法分析模型，并使用Visual C++语言和Object ARX，开发了一种基于二维离散元法的精密排种器的分析设计系统。该系统能够从AutoCAD中提取设计图纸，并在用户输入相关参数后进行离散元计算，最后根据计算结果分析仿真散粒物料与农机部件的运动过<WP=55>程。使用该系统对组合内窝孔精密排种器的清种进行了分析，通过分析可知：随排种轮角速度的增加，清种开始角和终止角都会增加，但对终止角增大较快；随排种轮直径的增加，清种开始角和终止角都会增加；随摩擦系数的增加，清种开始角和终止角都会增加，但是对清种开始角的影响比较显著；充填孔直径增加，清种开始角减小，终止角增大，清种终止角和开始角的差值增大；充填孔直径小于一定值时进入孔内的种子数少，清种开始角和终止角接近同一个值。当改变内窝孔轮半径、角速度时，清种开始角的仿真值和传统理论计算值变化趋势相近；改变角速度时，排种器内腔的种子的整体的运动趋势的试验结果与仿真结果相近，清种开始角和终止角的试验值与仿真值的变化趋势基本相同。由此证明本文提出的建立边界分析模型的方法及在此基础上开发出的精密排种器的分析设计系统的可用性，为排种器的研究和设计提供了一种新方法。该数字化分析设计软件能在设计阶段通过修改其CAD模型，对不同结构和尺寸的工作部件进行性能分析和评价，还能进行工作部件工作过程的动态仿真，由此分析工作机理并发明新原理的工作部件，这是现有农业机械设计方法和设计技术无法实现的。该数字化设计方法和设计软件的建立，对于提高我国农业机械及播种机的研究和设计水平，减少试验环节和试验次数，降低工作过程中不必的损失、提高性能，使我国的农业生产装备的研究和设计向数字化、智能化、网络化方向发展，促进我国农业机械化的早日实现均有较大的意义。