裴承慧，李 妥，刘志刚，孙玉康，邹德健

(内蒙古工业大学 机械学院，呼和浩特 010051)



基于有限元沙柳切割过程数值模拟和工作参数优化

裴承慧，李 妥，刘志刚，孙玉康，邹德健

(内蒙古工业大学 机械学院，呼和浩特 010051)

针对圆盘式灌木平茬机作业时岔口质量差、刀具磨损严重的问题，提出了利用ABAQUS软件对沙柳平茬过程进行动态模拟仿真优化工作参数的方法；构建了沙柳三维切削模型，得到了切削过程中沙柳及圆盘锯片的应力变化情况，分析了应力变化的原因。通过双因素实验法，确定了切削参数中进给速度对切削力的影响最大，得出了圆盘锯片的最佳切削参数组合为切削速度60m/s、进给速度350mm/s。田间试验表明：9GZ-1.0型自走式灌木平茬机在切削速度为60m/s、进给速度350mm/s时，每10min切削量为153.2kg，漏割率为0.08，切割效果最好，与模拟切削得到的结果基本相符。

沙柳切割；ABAQUS；数值模拟；参数优化；有限元

0 引言

沙柳作为沙生灌木植被系统中的典型代表，是我国西北部防风固沙、治理沙化的主要植物。沙柳具有平茬复壮的特性，而切割是沙柳平茬复壮作业的重要环节[1]。在实际的平茬作业中，由于工作参数的不合理选择会导致断面出现毛茬、撕裂和灼伤的现象，大大降低了平茬后沙柳的复壮效果。现阶段对灌木平茬机工作参数的研究大多采用田间试验的方法[2]，但是由于田间试验受到平茬季节、天气和工作量等多种因素的限制，优化的效果并不如人意。因此，采用数值模拟的方法对灌木平茬机的工作参数进行优化，为实际的平茬作业提供了依据，具有重要的理论意义和实际价值。……