圆盘式开沟机作业功耗仿真分析及试验验证

摘要：

为探明土壤条件和工作参数对圆盘式开沟机作业功耗的影响规律,该文采用光滑粒子流体动力学方法构建了土壤-开沟刀盘的有限元模型,利用ANSYS软件中的显示动力模块LS-DYNA对开沟刀盘土壤切削过程进行仿真分析,得出开沟刀盘在土壤切削过程中功率消耗的变化规律.结合正交试验设计和数值模拟技术,研究土壤坚实度、刀盘转速和开沟深度对圆盘式开沟机作业功耗的影响规律,得出影响作业功耗的因素主次顺序是土壤坚实度＞开沟深度＞刀盘转速.采用多变量单目标优化方法,建立关于土壤坚实度、刀盘转速和开沟深度的作业功耗模型,利用Matlab软件对功耗模型进行求解,得出当土壤坚实度为120 N/cm2,刀盘转速为225 r/min,开沟深度为405 mm时,作业功耗最小为32.4 kW.通过土槽试验对优化结果进行验证,结果表明:理论值与试验值的相对误差为5.68％,作业功耗模型和优化结果具有较高的准确性.该研究可为圆盘式开沟机选择节省功耗的参数组合提供参考.

关键词：农业机械、有限元方法、土壤、开沟、仿真分析

所属期刊栏目：32

分类号：S222.3(农业机械及农具)

资助基金：国家国际科技合作专项2013DFA71130

在线出版日期：2016-08-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：8-15