基于SPH法的水田筑埂机取土弯刀旋切性能优化研究

为满足水田筑埂机集土需求,提高其旋切集土效率,基于标准旋耕刀具IT245,建立单个取土弯刀与土壤相互作用的光滑粒子流体动力学(SPH)模型,研究了取土弯刀结构参数对旋切性能的影响。首先研究取土弯刀切土过程,然后分析了刀具弯折角、弯折半径、滑切角、正切面端面高、工作幅宽、刀刃线长等参数对集土效果与工作效率的影响,研究结果表明当弯刀结构参数为127°-60mm-20°-60mm-60mm-15mm(弯折角—弯折半径—滑切角—正切面端面高—工作幅宽—刀刃线长)时,在满足集土要求的基础上,弯刀旋切工作效率提高至84.91%,相较于优化前提高20.9%,筑埂机取土弯刀性能得到了显著提高。

水田筑埂机旋切集土性能优化研究

旋切集土装置作为筑埂机的重要组成部分,对筑埂机的工作效率和工作质量具有很大影响。为此,主要对水田筑埂机两侧取土型旋切集土装置展开研究。为了满足水田筑埂机碎土集土性能要求,提高旋切装置的工作效率,结合光滑粒子流体动力学法(SPH)及离散元法(DEM)对旋切集土弯刀的结构参数和排列组合对旋切集土性能的影响进行了分析,最终构建了土槽实验平台,并对弯刀结构旋切集土效果进行了验证。研究结果表明:优化后取土弯刀有用功利用率增加了20.9%,筑埂集土方向抛土力明显增大;对于组合刀轴,旋切功耗降低了21.83%,土壤破碎率增加了19.06%。研究成果为水田筑埂机旋切集土装置结构设计提供了理论依据,对降低水田筑埂机整机功耗、提升整机工作质量有着重要的意义。