基于离散元法的割草除根松土一体式刀片设计与试验

摘要

为研究割草除根松土一体式刀片结构参数对其作业性能的影响，基于离散元法（discrete element method,EDEM）软件建立三维离散元仿真模型，模拟刀片在刨土作业过程中的破土效果。通过单因素试验分析前进速度、旋转速度及刀片倾角对破土率的影响规律，进一步采用Box-Behnken正交试验结合响应面分析法建立破土率预测模型并进行参数优化。正交试验结果表明，刀片倾角是影响破土率的主要因素，其次为旋转速度，三因素交互作用亦具有显著性。在最优参数组合下，前进速度1.39 m/s、旋转速度107 rad/s、刀片倾角4.7°，破土率达到78.3%。研究结果为山地割草除根松土装置的结构设计与参数配置提供理论依据和实践指导。

关键词

割草机 / 双刀片 / 离散元法 / 响应面 / 预测模型