黄芪收获机三角平面铲不同倾角挖掘特性研究

摘要

针对黄芪收获机收获黄芪时三角平面铲挖掘效果不佳且易损坏问题,采用离散元法和有限元法,以土壤宏观和微观扰动、三角平面铲应力应变为指标,研究不同倾角三角平面铲作业过程,结合分析结果选适宜黄芪收获作业的三角平面铲倾角,开展田间验证试验.离散元与有限元仿真结果表明,①三角平面铲倾角越大,对土壤抬升距离越大,纵向土壤扰动越大,应力越大,应变越大,变形量越大;②倾角为25°时,土壤宏观和微观扰动、三角平面铲应力应变综合结果最优,所标记4种土壤颗粒X轴平均坐标值变化量分别为102.3、119.6、139.8和121.7 mm,y轴平均坐标值变化量分别为158.6、154.6、141.5和153.8 mm,最大移动距离平均值为345.8 mm,最大变形为1.59 mm,最大应力为353.68 MPa,应变为1.798×10-3 mm· mm-1.田间验证试验结果表明,三角平面铲综合结果最优倾角25°作业时,黄芪平均挖净率为97.54％,平均损伤率为1.77％,符合根茎类中药材收获机质量评价技术规范要求,研究可为黄芪等长根茎类中药材收获机设计与试验提供参考.