基于SPH／FEM耦合算法的土壤切削仿真与研究

• 作者: 冯敏 刘亚超 张合虎 王秀山
• 来源期刊: 农机化研究
• 学科: 农学
• 关键词: ANSYS/LS-DYNA SPH/FEM 耦合算法 旋转刀具 土壤切削
• 年，卷（期）: 2017,（7）
• 所属期刊栏目: 理论研究
• 页码范围: 21-27,33
• 页数: 8页
• 分类号: S224.1
• 字数: 4471字
• 语种: 中文

摘要

ANSYS／LS－DYNA 仿真软件，采用 SPH／FEM 耦合算法模拟旋转刀具切削土壤作业过程。在 SolidWorks中建立刀具—土壤模型，用ANSYS／LS－DYNA进行前处理，修改K文件建立耦合模型，在LS－PREPOST 中查看LS－DYNA 971求解结果，对数据进行二次处理，分析作业过程能耗变化及应力分布，为后期优化刀具提供依据。文中土壤本构模型采用 MAT＿147（ MAT＿FHWA＿SOIL ）材料，对材料屈服准则进行详细阐述，相比标准 Mohr－Cou-lomb屈服准则，修改后的Mohr－Coulomb 屈服准则引入了修正系数 Ahyp ，分析了 Ahyp 取值对屈服面的影响，得出Ahyp 与土壤内聚力和内摩擦角关系；阐述 SPH 算法和 SPH／FEM 耦合算法，分别用 FEM 算法、SPH 算法和 SPH／FEM耦合算法模拟土壤切削过程。结果表明：在土壤切削前期，网格没有发生畸变时，3种方法模拟结果相近，随着有限元网格发生畸变，FEM 算法产生了误差，验证了SPH／FEM 耦合算法在土壤切削仿真过程中的可行性与准确性。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王秀山	河南农业大学机电工程学院	19	162	5.0	12.0
2	张合虎	河南农业大学机电工程学院	2	5	1.0	2.0
3	冯敏	河南农业大学园艺学院	4	10	2.0	3.0
4	刘亚超	河南农业大学机电工程学院	1	5	1.0	1.0