深松铲耕作土壤的建模与仿真分析

Modeling and simulation analysis of soil tillage by deep loosening shovel

深松耕作是一种改善土壤结构、增产增收、实现农业科学发展的保护性耕作技术,目前深松铲还存在一定的优化改进空间。基于有限元/光滑粒子流体动力学(finite element/smoothed particle hydrodynamics,简称FE/SPH)利用ANSYS/LS-Prepost建立深松铲破坏土壤的仿真分析模型,并对仿真结果进行分析。结果表明,在深松过程中,土壤会受到较大的应力,但该应力会在短时间内变小;在正常的工作情况下,深松模型的动能是守恒的,外界牵引力提供的能量主要转化为土壤粒子的内能;深松过后,深松铲经过的位置土壤粒子密度大大降低,土壤变得松软。分析结果可为后续深松铲的优化设计提供理论依据。