基于离散元法的旋耕刀受力分析

• 作者: 姬长英 张庆怡 方会敏 郭俊
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 农业机械 扭矩 秸秆 土壤 力 旋耕刀 离散单元法
• 年，卷（期）: 2016,（21）
• 所属期刊栏目: 农业装备工程与机械化
• 页码范围: 54-59
• 页数: 6页
• 分类号: S222.3
• 字数: 5451字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.21.007

摘要

为分析旋耕刀在有秸秆覆盖和无秸秆覆盖土壤中工作时的受力情况，该文采用离散元法构建土壤-旋耕刀相互作用和秸秆-土壤-旋耕刀相互作用的三维离散元模型。在土槽试验中采用扭矩传感器测量旋耕刀所受扭矩，在仿真中导出每个时刻旋耕刀受到的扭矩和力数据，试验和仿真都在恒定前进速度0.222 m/s和耕作深度100 mm及4种转速77、100、123、146 r/min下进行。结果显示旋耕刀最大扭矩值随着转速增加呈现增加的趋势；在无秸秆覆盖土壤中，试验值与仿真值的相对误差为16.3%；在有秸秆覆盖土壤中二者相对误差为19.1%。耕作过程中旋耕刀所受合力、水平力及侧向力都呈现先升后降的趋势；合力、水平力和垂直力的最大值，都随着转速的增加而增加。旋耕刀刚开始切土时，在有秸秆覆盖的土壤中受到的阻力总比无秸秆覆盖的土壤中所受阻力要大；之后旋耕刀在有秸秆覆盖的土壤中受到的最大力要大于在无秸秆覆盖的土壤中受到的最大力。仿真的水平力和垂直力与旋耕刀理论模型计算得到的旋耕刀水平力和垂直力变化一致。利用离散元法研究旋耕刀切土过程，对探讨刀具与土壤的相互作用机理及设计和优化高秸秆含量土壤中工作的耕作机械具有重要意义。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	姬长英	南京农业大学工学院	214	3908	34.0	51.0
2	方会敏	南京农业大学工学院	8	243	7.0	8.0
4	郭俊	南京农业大学工学院	11	279	7.0	11.0
5	张庆怡	南京农业大学工学院	10	266	8.0	10.0