赵淑红，谭贺文，张先民，刘宏俊，曹秀振，杨悦乾

(东北农业大学 工程学院， 哈尔滨 150030)

新型锐角开沟器的设计及数值模拟

赵淑红，谭贺文，张先民，刘宏俊，曹秀振，杨悦乾

(东北农业大学 工程学院， 哈尔滨 150030)

针对锐角开沟器土壤扰动大的问题，根据旗鱼头部轮廓曲线设计了3种新型锐角开沟器(仿生旗鱼型、圆弧型和斜线型开沟器)。选择土壤含水率(12±1)%、2种开沟深度(30、90 mm)，利用离散元法(DEM)对3种开沟器的工作阻力和土壤扰动进行仿真分析，并进行土槽试验。试验与仿真结果对比表明：各项误差值均在合理范围内，验证了EDEM软件模拟开沟器作业的可行性和准确性。最后选定在开沟深度60mm时，3种类型开沟器、3种土壤含水率为因素进行9种工况下的仿真分析。结果表明：在一定深度情况下，3种开沟器的工作阻力均随含水率的增加而增大；而在含水率变化的情况下，开沟器对土壤扰动(扰动宽度、回土深度)变化不明显。仿生旗鱼型开沟器所受工作阻力和对土壤扰动最小。通过离散元仿真和试验分析，为开沟器的设计提供一种可行的方法，并可为开沟器的设计与优化提供理论依据。

开沟器；离散元；土壤扰动；仿真

0 引言

开沟器[1-2]是播种机的关键部件，按其入土角不同可分为钝角开沟器和锐角开沟器。钝角开沟器具有代表性的有圆盘式和滑刀式开沟器：圆盘式开沟器应用广泛，土壤扰动小，但其需要足够配重才能入土[3-4]，对播种机质量有很大要求[5]；滑刀式开沟器的设计和制造存在较大的随意性，导致在使用中发生入土性差和易堵塞等问题[6]。……