果园链式开沟机刀片的虚拟试验研究

摘要

应用光滑质点流体动力学(SPH)以及有限单元理论开展果园链式开沟机刀片切削过程的虚拟试验研究，对于获得切削功耗的数学模型以及分析土壤复杂的非线性变形和破坏过程有重要的现实意义。本文运用PRO/E、ANSYS/LS-DANA等相关软件，建立了刀片与士壤SPH粒子相互作用的虚拟仿真模型，利用该模型研究了土壤SPH粒子在刀片作用下飞行、抛撇的运动状态，得出切削过程中土壤的等效应力与应变规律。通过虚拟正交试验分折了切土功耗包括刀片厚度、后角以及前进速度等影响要索，建立了相应的回归方程，可实现对切土功耗指标进行预测和控制的目的，得出刀片前进速度是影响功耗的主要因素。研究结果对揭示土壤-机器系统的作用机理、优化刀片相关参数以及减小阻力、降低功耗有重要意义，为链式开沟机刀片的设计和参数的进一步优化奠定了基础。