近日，中国热科院农机所薯类生产装备研究室在菠萝植株有限元分析模型研究中取得突破。研究团队针对适收期菠萝植株结构组成的复杂性和多样性，采用理论与试验相结合手段，成功建立了准确描述菠萝植株断裂行为的有限元模型，为后续菠萝采摘分离技术研究奠定了理论基础。

果实与果柄断裂分离的动力学行为是菠萝采摘装置设计的重要理论依据，菠萝植株有限元模型是研究分析该断裂分离动力学行为的基础理论。当前对菠萝植株的生物力学特性研究重点关注菠萝果实，果柄的结构组成及其力学参数研究较少，特别是缺少对果实与果柄连接处的脆性分离层理论研究，以致于缺乏高精度菠萝植株有限元模型。为此，研究团队系统分解菠萝果柄结构组分，测定各组分力学特性参数，并采用内聚力模型理论，描述脆性分离层对果实与果柄的粘连力学特性，突破小区域脆性分离层难以直接测量的局限性，建立菠萝果柄-脆性分离层-果实有限元模型，仿真分析果实与果柄断裂分离动力学响应特征，并结合验证试验。研究结果表明：将验证试验结果与仿真结果进行数值上的对比分析，断裂时负载力相对于平均值的误差为1.9％，负载位移相对于平均值的误差为2.7％，验证了模型的准确性与可靠性。

菠萝植株组分

菠萝有限元模型断裂仿真过程

该研究成果以《Experiment and Calibration of Finite Element Parameters of Pineapple Based on Cohesive Zone Model》为题发表于《agriculture》。该研究工作由农机所与华南理工大学、华南农业大学联合完成，农机所联培研究生潘德烜与何冯光助理研究员为论文共同第一作者，华南理工大学张勤教授与农机所邓干然研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、海南省重点研发项目、中央级公益性科研院所基本科研业务费等项目资助。

论文链接：https://www.mdpi.com/2077-0472/15/23/2422