基于离散元法的纯电动旋耕机作业参数分析与优化

摘要

为解决传统旋耕机与电动底盘不适配的问题，创新研制出一种新型电动旋耕机。根据设施农业特点，依托于电动底盘提出了一种电动旋耕机结构形式及传动系统参数；利用EDEM建立土壤——耕作部件的离散元仿真模型，并通过实地试验验证仿真结果；最后对电动旋耕机作业仿真参数进行优化，得到最佳作业参数组合，提高在功率限制条件下旋耕作业的性能。在前进速度1 m/s，旋耕转速175 r/min，耕作深度14 cm，耕作幅宽0.8 m的仿真环境下，仿真分析得到旋耕刀轴平均消耗功率2.02 kW，平均抛土质量1.96 kg，碎土率75.59%。实地试验测得作业后土壤碎土率79.03%、平均耕深13.86 mm、耕深稳定性系数97.99%，达到了预期设计目标。作业参数优化后旋耕刀轴平均消耗功率降低了15.84%，平均抛土质量提升了21.99%，碎土率提升了10.62%。为以后的电动旋耕机作业参数优化提供了有效思路。

关键词

电动旋耕机 / 电动底盘 / 离散元法 / 参数优化

基金资助

丘陵山地多功能动力平台研制（2022YFG0079）;; 小型多功能插电式作业车（2021YFG0064）