王晓腾

（临猗县第一职业中学，山西 临猗 044100）

中耕是在农作物生长过程中进行的一项田间作业，其主要作用体现在改善土壤结构、增强土壤蓄水能力、消灭杂草和促进有机物分解等方面，中耕作业能在一定程度上改善农作物的生长环境，增加农作物的产量[1]。随着中国农业机械化进程的推进，农业机械已经应用到了农业生产的各个环节，中耕机是中耕作业的主要机械装备之一。

中耕机一般由机架、铲柱和铲头组成[2]，按照不同的中耕作业需求，铲头主要有除草铲、松土铲和培土铲3 个种类，中耕机在工作过程中，根据不同的作业需求更换不同的作业铲头，在3 类铲头中，松土铲所需要的作业功率是最大的[3]。也就是说在松土作业中，中耕机的机身将承受较大的工作载荷[4]，容易使中耕机的机身产生变形甚至损坏。

以某型号中耕机为研究对象，利用ANSYS Workbench 对其在松土作业中的力学特性进行分析，得到了其在松土工作过程中的变形和应力情况，并对其进行了模态分析，为后续中耕机的结构优化提供了数据支持。

1 分析模型

研究对象是一款通用的中耕机，松土作业是其一种工作方式，该中耕机主要由机架、铲柱和铲头组成，中耕机的长度为2 960 mm、宽度为1 300 mm，机架采用100 mm×100 mm×5 mm 的45 号钢方管焊接而成，铲柱由厚度为30 mm 的45 号钢板制成。在工作过程中，每个松土铲受到的阻力为940 N[5]。由于这里只对中耕机的机架和铲柱进行研究，因此分析模型将铲头部分进行了省略。在不影响分析结果的前提下，对机架和铲柱的部分特征进行了简化，分析模型如图1所示。……