基于EDEM仿真的不同驱动式圆盘刀作业性能对比与分析

摘要

为研究不同驱动式圆盘刀在我国西南地区秸秆覆盖量大以及秸秆整杆覆盖条件下免耕作业时作业性能的差异，以仿生圆盘刀、缺口圆盘刀、波纹圆盘刀为研究对象，确定圆盘刀切割秸秆时的受力状态；以正转圆盘刀类型、正反转圆盘刀类型、机具前进速度、圆盘刀转速为试验因素，（粘结键断裂数量）秸秆切断率、土壤扰动量、机具通过性为评价指标，在自行研制的防堵装置上进行了单因素EDEM离散元仿真和三因素三水平田间正交对比试验。仿真试验结果表明：在相同条件下，圆盘刀作用下的粘结键断裂数量、机具通过性的效果均表现为正转仿生圆盘刀>正转缺口圆盘刀>正转波纹圆盘刀，正反转仿生圆盘刀>正反转缺口圆盘刀>正反转波纹圆盘刀，土壤扰动量与之相反。田间试验结果表明：当秸秆覆盖量为1.432 kg·m^-2时，圆盘刀类型对秸秆切断率的影响最显著，在不同转速和机具前进速度下，作业效果与仿真试验相吻合。综上，在大量秸秆覆盖和整杆覆盖条件下，除土壤扰动量外，仿生圆盘刀的作业性能优于传统圆盘刀，仅有正反转仿生圆盘刀满足作业要求且作业效果较优。本研究可为秸秆覆盖量大和整杆覆盖条件下免耕播种机破茬开沟部件的合理设计及适用性分析提供理论依据。

关键词

圆盘刀 / 驱动式 / EDEM仿真 / 防堵装置 / 秸秆切断率