□郭　曦唐　亮曾祥平蒋立茂/.四川省农业机械研究设计院　.四川省农业机械鉴定站



基于ANSYS/LS-DYNA旋耕刀具的土壤切削数值模拟

□郭曦1唐亮1曾祥平1蒋立茂2/1.四川省农业机械研究设计院2.四川省农业机械鉴定站

四川农田具有西南丘陵地区典型的地块小、坡度大等特点，导致农业机械化程度相对较低，一部分农业生产活动只能靠人力和畜力来完成，生产效率低，因此，适宜四川使用的是微小型农机具。本文研究基于采用微型耕作机结构的多功能耕作起垄机，由汽油发动机作动力，经离合器、变速箱、两级圆锥齿轮减速，带动主轴旋转，在主轴上安装旋耕刀，在机座后部安装起垄器和开沟器，实现旋耕、开沟、起垄等功能，可实现一机多用，且具有结构简单、部件紧凑和能耗较小的特点。

本文运用Creo Parametric 2.0对多功能耕作起垄机旋耕刀具进行有限元建模，并通过ANSYS/LS-DYNA对旋耕刀具切削土壤进行显示动力学分析，探讨了旋耕起垄复合刀具的切削过程，分析了旋耕刀具的力学特性及切削土壤时功耗的大小，旨在揭示旋耕刀具切削土壤的工作机理，为多功能起垄机的动力选型和结构参数的优化设计提供科学依据。

1　有限元建模

1.1刀具的实体建模

旋耕刀具是起垄机的关键部件，根据实际的工况要求，设计采用起垄送土圆盘曲面刀，同时在圆盘曲面刀之间增加旋耕碎土刀，圆盘曲面刀刀盘与旋耕刀搭配组装，按螺旋排列，选取螺旋角为10°。多功能耕作起垄机工作时，刀具一方面绕刀轴旋转，另一方面随着多功能耕作起垄机前进，因此，刀具的绝对运动是刀具绕刀轴的旋转运动和多功能耕作起垄机前进运动的合成，其运动轨迹是摆线。……