【摘 要】
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工厂化养殖模式是我国淡水鱼养殖的主要模式之一,针对该养殖模式的主要投饲方式为人工投喂,该方式劳动力成本较高,投饲均匀性较差。目前,可用于工厂化养殖模式的投饵机较为缺乏,且现有投饵机普遍存在投饲量不准确、投饲不均匀等问题。因此,本文设计并研制了适用于工厂化养殖模式的定容积辊式投饵机,并基于离散元法对投饵机抛撒部件结构进行优化改进。本文主要研究内容与结论如下:（1）标定两种鱼饲料的物性参数。本文以硬颗
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工厂化养殖模式是我国淡水鱼养殖的主要模式之一,针对该养殖模式的主要投饲方式为人工投喂,该方式劳动力成本较高,投饲均匀性较差。目前,可用于工厂化养殖模式的投饵机较为缺乏,且现有投饵机普遍存在投饲量不准确、投饲不均匀等问题。因此,本文设计并研制了适用于工厂化养殖模式的定容积辊式投饵机,并基于离散元法对投饵机抛撒部件结构进行优化改进。本文主要研究内容与结论如下:（1）标定两种鱼饲料的物性参数。本文以硬颗粒饲料与膨化浮性饲料为研究对象,通过台架试验测得两种鱼饲料的本征参数;在EDEM中建立了两种鱼饲料的离散元模型;结合台架试验与仿真试验标定鱼饲料与接触材料间以及鱼饲料间的接触参数;利用自主研制的定容积辊式投饵机对标定的参数进行验证,结果表明本文建立的两种鱼饲料离散元模型以及标定的鱼饲料物性参数可用于离散元仿真试验。（2）设计并研制了一种适用于工厂化养殖模式的定容积辊式投饵机。该定容积辊式投饵机主要由料箱、旋转下料部件、饲料分散部件、抛撒部件组成。旋转下料部件采用间歇旋转下料的方式,通过控制下料部件中容积辊的转动实现定量下料。抛撒部件使用离心抛撒的方式,通过离心转盘与圆台挡板的配合作用,使抛撒出的饲料均匀分布在养殖池中。（3）利用离散元法对投饵机抛撒部件结构进行优化。建立了抛撒部件离散元仿真模型,以离心转盘弯曲角度、圆台挡板锥度、离心转盘转速为试验因素,饲料分布变异系数为试验指标,通过单因素仿真试验与响应面试验,分析各试验因素对饲料分布变异系数的影响,优化投饵机抛撒部件结构。研究结果表明,试验对象为硬颗粒饲料时,最优参数组合为:离心转盘弯曲角度78°、圆台挡板锥度140°、离心转盘转速326r/min,此时,硬颗粒饲料仿真分布变异系数为0.772%。试验对象为膨化浮性饲料时,最优参数组合为:离心转盘弯曲角度90°、圆台挡板锥度140°、离心转盘转速338r/min,此时,膨化浮性饲料仿真分布变异系数为0.203%。（4）验证离散元仿真试验结果。利用自主设计的定容积辊式投饵机样机进行验证试验。试验结果显示,硬颗粒饲料实际分布变异系数为0.781%,与仿真试验所得仿真分布变异系数0.772%基本吻合;膨化浮性饲料实际分布变异系数为0.211%,与仿真试验所得仿真分布变异系数0.203%基本吻合。验证了利用离散元法进行投饵机抛撒部件仿真优化试验结果的准确性。通过样机验证试验研究饲料分布均匀性的同时,对饲料破碎率进行研究,结果显示,硬颗粒饲料破碎率为0.171%,膨化浮性饲料破碎率为0.114%。结果表明优化后的投饵机抛撒均匀性较好,且破碎率较低。
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