木薯仿生挖掘铲的设计及有限元静力学分析

摘要

针对木薯植株在被收获过程当中,挖掘铲容易出现自身质量过大、碎土性能不佳、减轻土壤黏性差等问题,基于仿生学理论,设计了一种土拨鼠仿生挖掘铲。首先用MATLAB对土拨鼠爪趾进行曲线拟合得到其多项式函数,再在SolidWorks里面设计出土拨鼠仿生挖掘铲的三维模型。最后导入到ANSYS Workbench中进行有限元静力学仿真分析。通过对比普通挖掘铲、实心仿生挖掘铲、空心仿生挖掘铲的应力应变情况,选择出一种满足设计要求的实心挖掘铲。对比分析结果得到:实心仿生挖掘铲拥有良好的力学性能、使用寿命及较好的质量。