基于光滑粒子流法的振动旋耕减阻效果仿真分析

作     者：刘晓潺 郝文昌 王远 王云霄 陈永 张秀丽 Liu Xiaochan;Hao Wenchang;Wang Yuan;Wang Yunxiao;Chen Yong;Zhang Xiuli

作者机构：河南农业大学机电工程学院郑州市450002 北京航天发射技术研究所北京市100076 

出 版 物：《中国农机化学报》 (Journal of Chinese Agricultural Mechanization)

年 卷 期：2024年第45卷第8期

页      面：284-289,316页

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

基　　金：河南省科技攻关项目(232102111116 242102111183) 

主　　题：旋耕刀 振动旋耕 光滑粒子流法 减阻降耗 

摘      要：为研究振动旋耕的减阻效果,基于光滑粒子流法对多工况下的旋耕切削过程进行仿真分析。将耕深为0.10 m和0.11 m时仿真得到的刀辊受力与通过经验公式计算得到的力对比,误差分别为11.87%、12.86%;土壤破碎线与刀尖入土角垂直,随深耕增大,土壤粒子速度下降,验证仿真模型的有效性。随着耕深和转速增大,土壤动能、内能、刀具动能均增大;当耕深从0.10m增大到0.14m时,土壤获得的动能占比从77.51%增大到78.86%;当转速从3.6r/s增大到5.2 r/s时,土壤获得的动能占比从79.41%下降为72.95%,表明只增大转速,对改善土壤耕作效果有限。对由刀辊偏心引起的振动旋耕过程进行仿真分析,当偏心距为0.05 m时,转速为4.0 r/s、4.4 r/s和4.8 r/s时,平均降阻率为58.46%;当耕深为0.10 m、0.12 m、0.14 m时,降阻率分别为50.6%、46.3%、43.1%,降阻率随耕深增加而下降。随着偏心距的增大,刀辊受力呈波动式下降。研究结果可以为振动式旋耕设备的研发提供理论依据。