斜置潛土逆轉旋耕拋土仿真及試驗

高建民，劉興達，齊惠冬，I. A. Lakhiar

斜置潛土逆轉旋耕拋土仿真及試驗

高建民，劉興達，齊惠冬，I. A. Lakhiar

（江蘇大學現代農業裝備與技術教育部重點實驗室，鎮江 212013）

斜置潛土逆轉旋耕是一種新的旋耕方式，研究其拋土機理對于優化設計斜置潛土逆轉旋耕機有重要意義。該文在LS-DYNA平臺上建立了斜置逆轉旋耕拋土SPH（smoothed particle hydrodynamics，即光滑粒子流體動力學方法）仿真模型，通過該模型對不同工況下的斜置潛土逆轉旋耕拋土模擬仿真，得出了不同參數條件下斜置逆轉旋耕時不同層的后拋土率，將相同條件下仿真得到的不同層的后拋土率和室內土槽試驗得到的不同層的后拋土率進行了對比分析，驗證結果表明，最大仿真誤差為12.50%，最小仿真誤差為0.20%，平均誤差為3.09%。應用校正的仿真模型，以斜置角、前進速度、潛土深度以及刀輥轉速作為試驗的4個因素，并對每個因素取3個水平，以后拋土率為試驗指標，進行了斜置潛土逆轉旋耕拋土虛擬正交試驗。采用極差分析法、方差分析法以及回歸分析法對試驗結果進行了分析，數據分析結果表明，影響后拋土率的主次順序依次為潛土深度、斜置角、前進速度和刀輥轉速，后兩者對后拋土率影響不顯著，并且得出了潛土深度、斜置角與后拋土率的數學關系模型。根據虛擬試驗結果優化了斜置潛土逆轉旋耕機物理樣機并且進行了田間試驗，田間試驗結果表明，斜置潛土逆轉旋耕成功解決了旋耕機支架和中央傳動箱體潛土的難題，并且用R175標準旋耕刀達到了20 cm的耕深，實現了短刀大深耕。……