犁体耕作阻力模型仿真分析与试验研究

• 作者: 刘进宝 郑炫 孟祥金 杨怀君 张鲁云 李清超
• 来源期刊: 干旱地区农业研究
• 学科: 农学
• 关键词: 犁体 耕作阻力 理论模型 仿真
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 旱区农业机械|Dryland Farm Machinery
• 页码范围: 264-274
• 页数: 11页
• 分类号: S222.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.7606/j.issn.1000-7601.2022.01.30

摘要

为进一步提高犁体耕作性能,分析影响犁体耕作阻力的因素,基于摩尔-库仑土壤剪切理论,建立了包含犁体结构参数、土壤物理特性和犁体工作参数的耕作阻力模型,耕作阻力表达式包含了犁铲尖和犁铧切削土壤阻力、土壤在犁壁上产生的摩擦力和翻垡过程土壤动量变化产生的阻力、犁壁翻垡使土壤势能增加产生的阻力、作用在犁铧和犁壁上的横向力产生的摩擦力、土壤横向运动对犁壁产生的阻力.基于新疆玉米地土壤物理特性,建立了两种高速犁体A和B的耕作阻力方程,在不同耕宽(0.35、0.42 m)、耕深(0.255、0.305 m)和耕速(2.22、2.5、2.78 m?s-1)作业条件下对耕作阻力进行了理论、仿真和试验研究,分析了犁体耕作阻力的影响因素,结果表明,仿真值与计算值的平均误差为3.37％,试验值与计算值的平均误差为7.18％,试验值与仿真值的平均误差为3.71％.犁体耕作阻力与铧刃角呈非线性增长关系;与耕深呈三次函数增长关系;与耕速呈二次函数增长关系;犁体耕作过程的功率消耗与耕速呈三次函数的增长关系.提出设置合理的安全系数(sf),使拖拉机配套功率Ps=sf P,进而优化选配合适的配套动力,提升犁具与拖拉机动力型号的最佳匹配.