卢祺安军锋王安郝建军

1、河北农业大学机电工程学院2、河北省农业信息中心

深松铲柄的有限元分析与优化

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1、河北农业大学机电工程学院2、河北省农业信息中心

深松铲作为深松机具的主要部件，其品质直接影响深松效果乃至整机的作业性能。应用三维参数化建模软件INVENTOR对市售主流深松铲柄进行了三维实体造型，采用有限元分析软件ANSYS对其变形和应力进行了分析，结果表明，其强度、刚度能够达到设计要求，但铲柄下端存在细微变形，且铲柄与铲尖连接处存在应力集中情况。针对上述分析结果，对铲柄进行了优化设计。

深松铲柄；INVENTOR；ANASYSWORKBENCH；有限元分析；优化设计

我国许多地区连续多年用旋耕机进行浅翻、旋耕作业，致使耕作层与心土层之间形成了一层坚硬、封闭的犁底层[1]，又称“亚表土层”。对于耕作土壤来说，具有不太厚的犁底层对保持水分养分是很有益的，但当犁底层过厚（20cm）[2，3]、坚实，会影响作物根系下伸及土壤通气透水。解决方法之一即深松作业。深松作业时土壤被深松铲陆续抬起后又逐步回落到原位，通过土壤的上下移动以及撕裂、挤压和扰动作用，有效破坏犁底层，从而改善土壤耕层结构，增强土壤蓄水保墒和抗旱防涝能力。深松铲是深松机的主要工作部件，在深松作业时承受复杂、随机变化的冲击载荷，是深松机设计的难点和重点[4]。传统的类比设计方法是在经验的基础上进行的，对深松铲的结构和尺寸以及载荷的设计都不够精确。……