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基于离散元的仿鲨鱼鳍深松铲耕作行为仿真分析

文献类型： 中文期刊

作者： 陈菁 1 ; 山弘道 1 ; 魏传省 1 ; 张旭 1 ;

作者机构： 1.辽宁省农业机械化研究所

关键词： 深松铲;离散元;土壤扰动;耕作阻力;仿生法

期刊名称： 中国农机化学报

ISSN： 2095-5553

年卷期： 2024 年 45 卷 012 期

页码： 15-20

收录情况： 北大核心

摘要： 为解决传统深松机具触土部件破土困难、耕作阻力大等问题，基于离散元法分析以鲨鱼背鳍设计的深松铲耕作行为，以期减小深松铲作业阻力和能耗。设计仿鲨鱼背鳍铲尖试样，并与无鳍深松铲试样进行性能对比。建立离散元模型，探究垂直贯入耕作方式下不同结构的土壤阻力；分析深松过程中土壤扰动、土壤运动以及带鳍深松铲的受力情况。结果表明，在带鳍深松铲的工作过程中，各层的扰动程度从大到小依次为耕作层、犁底层和心土层；仿真试验分析相同深松深度条件下，不同工作速度对带鳍深松铲的土壤颗粒混合情况、土层扰动效应以及耕地阻力的影响，得出3.60～4.33 km/h的最佳工作速度。结合田间试验可知，当深松深度相同时，带鳍深松铲的真实耕作阻力(1 904 N)与离散元模拟值(1 941 N)的偏差为1.9%。所提出的带鳍式深松铲机能够有效地破开犁底，为我国东北地区耕地科学研究提供借鉴。

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[2]玉米中耕深松机械化作业及机具研究. 王福义. 2013

[3]1SZ-1型振动式深松机的设计. 赵大为. 2012

[4]一种田间深松铲的设计. 班景洋. 2024

[5]深松铲材料选择及表面处理研究. 沈卓群. 2025

[6]圆捆玉米秸秆离散元参数标定. 王瑞丽,李培源,王铁军,王伟,任彤,李邻邦,李帅,孙继东. 2022

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